基于AVR单片机的石油倾点自动测量系统设计

摘要

随着成品油的消费需求的增加，国内原油的供给远远不能满足需求，需要从国外大量进口原油，石油运输问题成为当前必须重视的问题，尤其是既经济又稳定的石油管道输运，保证其在输送过程中原油不凝固成为必须解决的核心问题，倾点是标定石油流动性的重要指标，它的准确测量具有十分重要的意义。 本设计是将自动化技术和嵌入式系统理论运用于石油倾点(凝点)测量方面。其设计依据是依照国家标准GB/T3535-83。石油倾点测量系统的设计具有以下特点： (1)采用双CPU结构，两个CPU之间通过串口进行通讯。两个CPU之间的这种弱联系，不但能提高控制的实时性，而且能有效的提高系统的可靠性。 (2)采用CirrusLogic公司的16位高精度AD转换器CS5511，具有宽的动态特性、可编程输出速率、灵活的供电方式以及简便的三线串行输出方式使CS5511成为高精度温度测量的理想设计方案。 (3)介绍了一种新的温度测量系统漂移校正算法。该算法有效地解决了系统的零点漂移和放大器增益漂移，使得测量结果满足了本系统要求的测量精度。 整个系统包括显示终端、控制终端和上位机监控程序三个部分。显示终端的主要功能是进行人机交互，实时显示测量数据并对控制参数进行修改；控制终端的主要功能是进行倾点的全自动测量并能响应显示终端的命令进行手动控制；上位机监控程序的功能是查询各个节点的状态、修改各个节点的参数、实时曲线显示每个节点的实时数据和通过图形方式模拟指定节点的测量的具体过程。硬件设计包括显示终端和控制终端的原理图的设计、PCB板的绘制和硬件调试；软件设计包括显示终端软件、控制终端软件和上位机监控程序设计，编程语言涉及汇编语言、C语言和C++语言。 从试验数据可以看出石油倾点自动测量仪测量出的石油倾点可重复性和再现性优良，能够为石油的运输和储运提供可靠的依据。其测量精度高，自动化程度高，能够用于测量石油倾点较频繁，测量样品多的场合。但该系统还有许多地方需要完善和改进。

目录

文摘

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1.概述

1.1课题研究的意义

1.2课题内容

1.3本文结构

2.测量原理

2.1倾点测量方法简介

2.2测量原理

2.3测量偏差讨论

2.4提高倾点测试准确性的若干措施

3.硬件设计

3.1液晶显示模块

3.1.1 78E58芯片

3.1.2液晶显示电路

3.1.3 X1227电路

3.1.4键盘输入电路

3.1.5打印机接口电路

3.1.6串行通讯电路

3.2控制模块之CPU板电路

3.2.1 ATmage128芯片

3.2.2 IMP706EPA芯片

3.2.3控制终端模块的串行通讯电路

3.2.4电源电路

3.3控制模块之IO板电路

3.3.1四线制热电阻测温电路

3.3.2信号放大及A/D转化电路介绍

3.3.3倾角测量电路

3.3.4数字量输入输出电路

3.4电源和通信板

4.软件设计

4.1显示模块

4.1.1生成汉字点阵数据和汉字代码

4.1.2界面设计

4.1.3显示汉字的主要程序

4.1.4 X1227程序

4.1.5打印机程序

4.1.6通讯协议介绍

4.1.7通讯程序

4.1.8中断程序

4.2控制模块软件设计

4.2.1初始化程序

4.2.2温度读取及校正程序

4.2.3测量过程控制程序

4.2.3测试程序

4.2.5试样移动程序

4.2.6倾角检测程序

4.3上位机监控软件设计

4.3.1界面介绍

4.3.2显示屏程序

4.3.3实时仿真程序

4.3.4实时数据曲线显示程序

4.3.5打印程序

4.3.6通讯程序

5.温度校正

5.1算法的描述

6.试验结果

6.1温度测量试验结果

6.2倾点测量实验结果

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢