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基于虚拟仪器的浊度测试系统的设计

作者:时间:2009-11-06来源:网络收藏


0 引 言
浊度是工业水处理(除盐水)检验水质要求的一个重要参数,对除盐水的水质要求较高。目前,浊度的测定大部分都是停留在传统仪器的模式下,没有摆脱独立使用,手动操作的模式。随着科技的迅猛发展,计算机强大的处理能力,在测定系统中正被广泛采用,它可以利用的多面板能满足多功能的测量要求,同时提高检测的精度和可靠性;利用良好的人机交互性和在线帮助功能使测量具有很大的灵活性,操作简便。将测试结果图形化形式显示出来,使测试的结果更加直观明了;随着计算机网络的发展,虚拟仪器还能满足今后更多功能的扩展和网络互联的要求。基于此设计了基于虚拟仪器的浊度,利用LabVIEW图形化的编程语言和编程环境,实现了对浊度数据的显示、标定和报警等功能。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/195685.htm


1 系统的硬件设计
1.1 测量电路的设计
中央处理器采用C8051F020。C8051F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片(SoC),具有与8051兼容的高速CIP-51内核,与MCS-51指令集完全兼容。片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件,内置FLASH程序存储器、内部RAM。C8051F单片机还具有片内调试电路,通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在线系统调试。放大后的信号由C8051F020内的交叉开关选通,调节增益后送ADC0进行A/D转换并存储。
1.1.1 主控制板电路
主控制板电路实现数据的采集、存储、处理和输出功能。它由C8051F020单片机处理电路、传感和模拟信号处理电路、AT45DB081数据存储电路、DS18B20温度监控电路、RS 232通信电路、液晶显示和键盘电路、报警电路、标准4~20 mA工业信号输出电路几部分构成。浊度仪的核心控制器件是Cygnal公司新出产的混合信号系统级单片机C8051F020。在一个标准的8051中,除MUL和DIV以外所有指令都需要12或24个系统时钟周期,并且通常最大系统时钟频率为12 MHz。而对于CIP-51内核,70%的指令执行时间为1或2个系统时钟周期,没有执行时间超过8个系统时钟周期的指令。可见C8051F020单片机的指令执行速度是标准8051单片机的10倍,因此测量时间非常短,可以满足在线实时测量的要求。该单片机片内集成了Cygnal公司独创的CIP-51的CPU内核,指令系统与MCS-51完全兼容。它具有如下特点:集成度高、抗干扰能力强、速度高、可靠性高、扩展功能强等。本仪器中选用C8051F020单片机,可以使电路在设计上结构紧凑,并能够提高仪器的抗干扰能力。C8051F020的原理图如图1所示。


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