CN105067054A - 基于8051单片机的瞬时流量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于8051单片机的瞬时流量检测方法，在8051单片机的资源中，使用定时器Tl作为基本的计时基准，并且设置中断产生测量周期Ts；流量脉冲送入引脚用定时/记数器T2计数，同时计算脉冲周期；最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1在测量周期Ts时间到时，读出定时器Tl值和上次脉冲下降沿时刻相减得到；每次脉冲下降沿触发外中断服务程序，外中断服务程序读取定时器T1时间值，和上次脉冲下降沿触发中断的时间相减，得到脉冲周期，之后采用脉冲频率和脉冲周期结合的方法检测瞬时流量。本发明采用了脉冲频率和脉冲周期结合的方法，以脉冲计数为基础，并用脉冲周期测量值对采样周期内的起始和结束误差进行补偿，有效的提高了测量的准确性。

Description

基于8051单片机的瞬时流量检测方法

技术领域

本发明涉及计算机流量控制技术领域，具体地说是一种基于8051单片机的瞬时流量检测方法。

背景技术

在计算机流量控制系统中，需要获得瞬时流量作为控制依据，常采用流量仪表作为检测器件。根据流量仪表的不同，构成流量检测的方案也不同。流量仪表中，有一些流量传感器给出的信号为脉冲(如涡轮流量计、椭圆齿轮流量计、刮板流量计等)，可以直接将传感器脉冲信号通过简单整形和光电隔离电路引入计算机，测得流量的大小。在计算机流量控制应用中，使用的是瞬时流量。其测量有两种方法，一种是脉冲频率测量，一种是脉冲周期测量。在流量大时，通过测量采样周期时间内的脉冲数计算流量较准确，但流量低时误差较大。而脉冲周期侧量方法在流量小、低速时准确度高，流量大时误差较大。另外，流量脉冲产生装置的机械误差,对采用周期法测量脉冲也有较大影响。

公开的的专利申请文件：专利号为“CN87108201”，专利名称为“小流量流量计”，该文件公开了一种“小流量流量计，能测量各种内燃机的燃油的微小的瞬时流量，测量下限为每分种2毫升。它是由筒状壳体、转子、光电发射管和光电接收管组成的普通的流量计中，增加一个光栅筒，转子每旋转一周能有多个脉冲输出，铝质转子上铣有螺旋槽，可以测量一秒钟时间内的流量，被测流量与输出脉冲频率间有良好线性关系”。

专利号为“CN201110267269.2”，专利名称为“水表及取样方式”，该文件公开了一种“水表，包括表盘、光电传感器和单片机，所述光电传感器设置在表盘的上方，所述单片机和光电传感器电连接在一起，所述表盘的表盘面均分为黑色和白色两部分。本发明还公开一种水表的取样方法，利用单片机抓取脉冲周期，得出瞬时流量。通过在现有水表的技术上加设单片机，通过单片机对水表进行时间抓取，因单片机周期时间短，响应快，可以迅速的得出水表的瞬时流量相对误差，能够实现高效率、高精度测量的目的”。

上述两个公开文件，不属于计算机技术领域，而且分别是单纯采用脉冲频率或脉冲周期测量瞬时流量，都存在误差大的问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种基于8051单片机的瞬时流量检测方法。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，该瞬时流量检测方法如下：

在8051单片机的资源中，使用定时器Tl作为基本的计时基准，并且设置中断产生测量周期Ts；流量脉冲送入引脚用定时/记数器T2计数，同时流量脉冲送到外中断引脚，利用脉冲下降沿引发的中断读取定时器T1时间值以计算脉冲周期；最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1在测量周期Ts时间到时，读出定时器Tl值和上次脉冲下降沿时刻相减得到；每次脉冲下降沿触发外中断服务程序，外中断服务程序读取定时器T1时间值，和上次脉冲下降沿触发中断的时间相减，得到脉冲周期，之后采用脉冲频率和脉冲周期结合的方法检测瞬时流量，以脉冲计数为基础，并用脉冲周期测量值对采样周期内的起始和结束误差进行补偿。

所述的脉冲频率和脉冲周期结合的方法中，按测量周期Ts测量一个周期内的脉冲数M，同时测量各脉冲周期；最后，在采样周期结束时，测量最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1；同样，设采样起始和第一个脉冲的时间差T_G2≈T_L-T_G1；在采样周期结束时根据测得采样周期内最后一个脉冲周期T_L和最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1值，获得采样周期开始时的误差，留待下一个采样周期结束时计算脉冲和流量用，本次采样计算脉冲和流量时采用上次采样周期计算的开始误差，最后计算获得采样周期内的流量值。

所述的一个脉冲周期内的总脉冲数为：其中，T_G还未得到，采用采样周期内最后一个脉冲周期T_L，即设T_G≈T_L；最后，采样周期内的流量值计算为：式中：L—流量，P—脉冲当量。

本发明的基于8051单片机的瞬时流量检测方法和现有技术相比，采用了脉冲频率和脉冲周期结合的方法，以脉冲计数为基础，并用脉冲周期测量值对采样周期内的起始和结束误差进行补偿，有效的提高了测量的准确性。

附图说明

附图1为基于8051单片机的瞬时流量检测方法的流量测量示意图。

附图2为基于8051单片机的瞬时流量检测方法的定时器T1中断程序流程示意图。

具体实施方式

实施例1：

在8051单片机的资源中，使用定时器Tl作为基本的计时基准，并且设置中断产生测量周期Ts；流量脉冲送入引脚用定时/记数器T2计数，同时流量脉冲送到外中断引脚，利用脉冲下降沿引发的中断读取定时器T1时间值以计算脉冲周期；最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1在测量周期Ts时间到时，读出定时器Tl值和上次脉冲下降沿时刻相减得到；每次脉冲下降沿触发外中断服务程序，外中断服务程序读取定时器T1时间值，和上次脉冲下降沿触发中断的时间相减，得到脉冲周期，之后采用脉冲频率和脉冲周期结合的方法检测瞬时流量，以脉冲计数为基础，并用脉冲周期测量值对采样周期内的起始和结束误差进行补偿。

在脉冲频率和脉冲周期结合的方法中，按测量周期Ts测量一个周期内的脉冲数M，同时测量各脉冲周期；最后，在采样周期结束时，测量最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1；一个周期内的总脉冲数为：

其中，T_G还未得到，采用采样周期内最后一个脉冲周期T_L，即设T_G≈T_L。

同样，设采样起始和第一个脉冲的时间差T_G2≈T_L-T_G1，因此，计算时

在采样周期结束时根据测得采样周期内最后一个脉冲周期T_L和最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1值，即可计算(2)和(3)式，其中(3)式的计算值为采样周期开始时的误差，留待下一个采样周期结束时计算脉冲和流量用，本次采样计算脉冲和流量时采用上次采样周期计算的开始误差，最后

计算获得采样周期内的流量值：

式中：L—流量(升/秒)，P—脉冲当量(升/脉冲)。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (3)

1.基于8051单片机的瞬时流量检测方法，其特征在于，该瞬时流量检测方法如下：

在8051单片机的资源中，使用定时器Tl作为基本的计时基准，并且设置中断产生测量周期Ts；流量脉冲送入引脚用定时/记数器T2计数，同时流量脉冲送到外中断引脚，利用脉冲下降沿引发的中断读取定时器T1时间值以计算脉冲周期；最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1在测量周期Ts时间到时，读出定时器Tl值和上次脉冲下降沿时刻相减得到；每次脉冲下降沿触发外中断服务程序，外中断服务程序读取定时器T1时间值，和上次脉冲下降沿触发中断的时间相减，得到脉冲周期，之后采用脉冲频率和脉冲周期结合的方法检测瞬时流量，以脉冲计数为基础，并用脉冲周期测量值对采样周期内的起始和结束误差进行补偿。

2.根据权利要求1所述的基于8051单片机的瞬时流量检测方法，其特征在于，所述的脉冲频率和脉冲周期结合的方法中，按测量周期Ts测量一个周期内的脉冲数M，同时测量各脉冲周期；最后，在采样周期结束时，测量最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1；同样，设采样起始和第一个脉冲的时间差T_G2≈T_L-T_G1；在采样周期结束时根据测得采样周期内最后一个脉冲周期T_L和最后一个脉冲和采样结束时间差T_G1值，获得采样周期开始时的误差，留待下一个采样周期结束时计算脉冲和流量用，本次采样计算脉冲和流量时采用上次采样周期计算的开始误差，最后计算获得采样周期内的流量值。

3.根据权利要求2所述的基于8051单片机的瞬时流量检测方法，其特征在于，所述的一个脉冲周期内的总脉冲数为：其中，T_G还未得到，采用采样周期内最后一个脉冲周期T_L，即设T_G≈T_L；最后，采样周期内的流量值计算为：式中：L—流量，P—脉冲当量。