基于單片機的石油粘度計系統(tǒng)設(shè)計

王暢+席桂清

摘 要：本設(shè)計細致地描述了一種智能化的粘度計，主要由80C552微控制器為控制核心，對裝置進行控制和運算粘度，并通過LCD液晶模塊進行顯示粘度，及使用TPμP-A系列微型面板式打印機將結(jié)果打印出來。實驗證明，系統(tǒng)具有可靠性高，精度高，性價比高等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：微控制器；粘度計芽；微型打印機；智能化

中圖分類號：TH836 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）30-0117-02

粘度是評定石油產(chǎn)品的主要量化指標(biāo)之一，對于油品的生產(chǎn)、運輸和使用都有重要的意義。工業(yè)生產(chǎn)還可從粘度變化來判斷石油產(chǎn)品的精致程度。此外，粘度也是工藝計算的重要數(shù)據(jù)之一。由于外界溫度的影響、儀器自動化程度低，人為參與的因素較多，都是測試精度低的重要因素。當(dāng)前國產(chǎn)粘度測試迫切要解決的問題主要是提高溫度控制精度和提高儀器自動化程度，本設(shè)計基于這兩點進行了在常溫常壓下進行測量的智能儀器的初步研制，它體積小、封閉式，易于溫度和壓力的控制。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)采用單片機80C552作為中央控制部件，啟動測量系統(tǒng)，同時開始計數(shù)，并接收測量系統(tǒng)的外部中斷，停止計數(shù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，輸出到8255在液晶顯示器LCD上顯示出來粘度，并輸出到打印機上，這種控制要比其他的粘度計的設(shè)計更加自動化，減少了人為的參與，增加了精確度。系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示，實現(xiàn)石油粘度測量的智能化、自動化、遠程化。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件主要完成在鋼管的一端用一個電磁鐵將小鐵球吸住，使它不會掉下來，當(dāng)單片機給電磁鐵一個信號使它斷電，既而小球落下，單片機開始計數(shù)。另一端設(shè)計一個霍爾傳感器電路，當(dāng)小球落下來時，由于磁性加強，霍爾開關(guān)閉和，產(chǎn)生一個信號，輸入到單片機中，停止計數(shù)，進行數(shù)據(jù)處理。

2.1 電磁鐵電路和鋼管設(shè)計

本設(shè)計需要設(shè)計一種既可以將小球吸住，又可以控制小球落下的電路，無疑電磁鐵是很好的選擇。它在通電時產(chǎn)生磁性將小球吸住，斷電時磁性消失，小球落下。在設(shè)計中，由于實際對電磁鐵的設(shè)計沒有一定標(biāo)準(zhǔn)，因此通過多次實驗利用+5V電源供電，最后找到可以吸住小球的適宜的線圈。設(shè)計的重點在于要通過單片機控制電磁鐵的通斷，因此需要一個開關(guān)電路，這個設(shè)計中采用了繼電器。繼電器一般分為：常開型繼電器、常閉型繼電器、常開常閉可選型繼電器。設(shè)計中選用的是常閉型繼電器，開始的時候由于P1.3為高電平電流太小開關(guān)不能吸合到1端（如圖2所示），則電路導(dǎo)通，小球被吸住。由軟件編程使P1.3變電平，則開關(guān)吸合到2端，電路斷路，小球下落開始計數(shù)。

2.2 霍爾傳感器電路部分設(shè)計

系統(tǒng)需要一種設(shè)計，即小球落下后會發(fā)出一個信號傳輸給單片機，控制它停止計數(shù)。我設(shè)計的是用霍爾傳感器電路，用一個電磁鐵來控制霍爾開關(guān)件，沒有小球落入中間時，霍爾開關(guān)打開，當(dāng)小球落下時，霍爾開關(guān)感應(yīng)則閉和，產(chǎn)生一個信號，控制單片機停止計數(shù)，電路如圖3所示。

2.3 單片機與字符型LCD的接口電路

由于80C552本身帶有很強的輸入輸出功能，所以可以直接接口，其硬件電路和軟件編程都比較簡單。但是它要占用單片機的一個半輸入輸出口，這對單片機來說有時是浪費資源。所以利用擴展通用可編程并行接口8255A與字符型LCD的接口方法更有實用價值。在此電路中8255A與其他外圍芯片（RAM和ROM等）統(tǒng)一編址，地址為：0FE00H-0FEFFH和地址：0FD00H-0FDFFH。

2.4 單片機與字符型LCD的接口電路

圖5為微打與80C552的接口電路，從圖中可知TPμP-40A微打是與一片8255的PB口接連的。它的兩條控制線分別接80C552的P4口，這主要是利用查詢方式來控制打印機的，通過查詢P4.1的狀態(tài)來控制單片機是否送數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

近些年來，微電子學(xué)領(lǐng)域的飛速進展革新了科學(xué)儀器的設(shè)計，本設(shè)計進行了多次實驗，取得了比較令人滿意的結(jié)果，主要改變了傳統(tǒng)粘度計過多手工操作，電路復(fù)雜，不宜控制等缺點，具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；測量過程完全由智能儀器控制，計算，顯示，減少了人為參與，提高了可靠度，精確性；體積小、封閉式易于壓力、溫度控制，且適合蒸發(fā)性液體測量；可測量較高粘度的液體；成本低，經(jīng)濟實用。

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