基于涡流流量传感器的流量测量系统设计

　　1.硬件电路

　　如图13所示为基于涡流流量传感器的流量测量系统设计原理图。本次实验中，我们将P1.0作为输入，接涡流流量传感器的输出，为了提高流量的测量精度，我们将P0口和P2口作为倍频数输入，在不同的流量情况下，我们选择不同的倍频数。显而易见，当所测流量较大时，我们所选的倍频数就相应减小，精度就相应降低；反之亦然。本次实验中，我们利用P1.7仅实现验证倍频正确与否。

图12 基于涡流流量传感器的流量测量系统设计原理图

　　2.电路原理

　　具体实现过程：

　　（1）利用P1.0信号的电平变化和定时器T0实现输入信号的周期测定：置定时器T0为方式0定时，在P1.0上升沿到来之前，启动定时器T0开始对内部时钟进行计数，在下一个P1.0上升沿到来之后，关闭定时器T0，读取计数值M，来启动下一次定时过程。输入信号周期为：

　　（4）输出信号不仅要倍频，而且应与输入信号同相，即在输入信号的上升沿时刻应同时出现倍频输出信号的上升沿。在模拟电路中，自动相位同步的实现是由锁相环电路来实现的，它通过对输入输出信号的鉴相和闭环调整来逐步达到同步目的。在数字电路中，同步锁相可通过控制输出信号相对于输入信号的起始点来实现。为此，同步以一个输入信号周期为时段，在输入信号每个上升沿时刻，启动定时器T1并使P1.7输出高电平，而在定时器T1产生了（2N-1）个定时中断之后，关闭定时器T1，并使P1.7输出低电平，等待下一个时段的同步时刻。

　　3.实验流程

图13锁相倍频程序流程图

　　综上所述，涡流流量传感器测得的流量Q即为P1.7输出的脉冲频率f0除以分频数与48.67的乘积，即Q=f0/(48.67*N)。