基于ARM的电磁流量计设计
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电磁流量计是一种测量导电介质体积流量的计量仪表,具有测量精度高、稳定性好、可靠性高等特点。电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相液体、高粘度液体及盐类、强酸、强碱液体的体积流量,可广泛应用于水泥、化工、轻纺、冶金、矿山、造纸、医药、给排水、食品饮料、环保等工业技术部门,其产品的性能、质量和可靠性对上述企业的经济效益有着重要的影响。
嵌入式系统( Embedded Sy stem) 是以应用为中心和以计算机技术为基础的,并且软硬件是可以裁减的,能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。它是面向用户、面向产品、面向应用的专用系统,与通用的计算机系统相比具有如下特点:嵌入式CPU 通常具有低功耗、体积小、集成度高、成本低等优点,能够把通用的CPU 中许多由板卡完成的功能集成到芯片内部; 嵌入式系统的开发和应用不容易在市场上形成垄断; 嵌入式系统产品一旦进入市场,一般具有较长的生命周期; 嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计; 嵌入式系统必须有一套交叉开发工具和环境才能进行开发。
检测仪表是实现参数检测过程的重要一环,一般都具有变换、测量装置和显示装置三部分。针对于检测仪表的要求,合理剪裁软硬件实现高集成度、小型化,使得检测仪表不仅具有传感测量、补偿计算、显示的功能,还具有更加强大的信息处理、比较推理、故障诊断、自学习自适应等智能化功能。应用嵌入式系统的网络接入技术,还能使仪表完成远程维护、远程控制、故障报警、信息发布与共享等以前无法实现的功能。嵌入式系统技术的高度发展,给检测与仪表技术带来了前所未有的发展空间和机遇,为检测仪表的智能化、网络化和微型化铺平了道路,为仪表行业的发展带来了广阔的前景。
传统电磁流量计一般采用8 位或16 位的单片机,由于单片机性能较弱和外围接口少,无法完成复杂算法或者多项并行任务; 在显示方式上一般采用LED 或段式LCD,只能显示数字、字母、汉字和一些粗糙的图案;在数据存储方面一般采用小容量的EPROM 存储器,流量数据存储一般以二进制方式存储,不具有通用性;在通信方式上,一般采用RS 232 或RS 485,其开放性不高,组网距离短。为了提高性能和功能,有些电磁流量计甚至采用了多个单片机协同工作的方式,增加了电磁流量计设计与实现的复杂度。因此有必要采用高性能的32 位处理器来设计电磁流量计。
基于32 位ARM 处理器和嵌入式Linux 操作系统构建嵌入式系统开发平台,并将其应用于电磁流量计的设计和开发中,将有利于提高高端电磁流量计产品的质量,更好地满足用户需求,而且对我国电磁流量计检测技术水平的发展也具有重要的现实意义。由于嵌入式系统的设计与开发的复杂性和高难度,本文所构建的高性能32 位嵌入式系统开发平台,也可推广应用于其他高端仪器仪表的设计中,缩短新产品的设计开发周期,增强企业对客户需求的响应能力和产品的更新换代能力。
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