基于虚拟仪器的浊度测试系统的设计方案

2009-11-09 22:38:20来源: 大同大学

  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,虚拟仪器在测定系统中正被广泛采用,它可以利用虚拟仪器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;利用虚拟仪器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测试系统,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。

  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、RS232通信电路、液晶显示和键盘电路、报警电路、标准4~20mA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12MHz。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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关键字:虚拟仪器  浊度测试系统

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2009/1109/article_827.html
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