流量积算仪适用于各种液体、气体、蒸气的流量测量，并可根据测得的介质温度和压力进行补偿运算。
◆采用当今的ATMEL单片机作主机，减少外围部件，提高了可靠性。
◆具有多种输入方式，可配接涡街等频率式传感器或其它0-10mA输出或4-20mA输出的流量变送器。
◆采用查表的补偿方式，可对过热蒸气、饱和蒸气进行精度极高的补偿运算。
◆具有多种显示方式，可显示累积流量、瞬时流量与累积流量低位、压力、温度、频率、密度、日期与时间。
◆带DC12V、DC24V两组电源输出，输出电源地与仪表工作电源地相互独立。
◆脉冲频率输入带光电隔离。
◆根据输入频率的不同，可任意设定十个不同的流量常数，仪表采用插值算法自动对流量常数进行校正。
◆参数显示的刷新周期可任意设定。
◆掉电数据保留。
◆采用WATCHDOG电路，软件陷阱、冗余、数字滤波等技术，整机具有很强的抗干扰能力。
◆具有瞬时流量上限报警、下限报警功能。
◆具有累积流量批量控制（定量加注）功能。
◆测量精度：±0.2[%]F.S±1个字
◆输入信号：流量信号：大于2V脉冲,频率0-6.5KHZ；0-10mA、4-20mA电流。
压力信号：0-10mA、4-20mA电流。
温度信号：PT100热电阻；K、E、J、T热电偶；0-10mA、4-20mA电流。
◆输出信号：瞬时流量变送输出电流0-10mA或4-10mA可任意设定，变送范围可任意设定。
◆报警输出：继电器输出AC220V/3A
◆输出电源：DC12V/50mA、DC24V/50mA两组电源。
◆通讯接口：RS-232、RS-485光电隔离。
◆显示方式：上、下两排四位/八位LED数码管显示。瞬时流量显示范围0.000-9999，相当于七位范围；累积流量显示范围0.000-999999.99相当于九位范围。
◆数据保护：断电数据保持十年
◆其它电源：AC(85-265)V开关电源
功耗：＜5W
环境湿度：＜85[%]RH
面板尺寸：96mm×96mm、48mm×96mm、80mm×160mm
一、测量原理
本文中介绍了一个用单片机设计的流量积算仪，它能适用于各种介质，如气体、液体等，并能在全流程范围内进行非线性调节，用各种介质的标准仪表对该流量计进行检定后，即可使之成为该介质的流量计。
流量计由流量传感器和流量积算仪两部分组成，流量传感器由旋涡发生体、传感器探头和产生输出信号的相关电子电路组成。
当以一定流速流动介质遇到流量传感器的旋涡发生体时，旋涡产生的频率与流速成正比，因此与管道内的流量成正比，因此我们用单片机设计的流量积算仪，根据传感器送来的频率信号，进行累计，显示，并将累计流量和瞬时流量通过串行口通讯送到计算机中进行处理，如形成报表等。
为使用仪表更加准确，我们可以通软件的方法使仪表非常精确，基本上可达到0.05[%]左右。首先在仪表出厂前，非用标准设置对该流量计进行检定后，即可记录在全流程范围内的若干段中，每段内单个频率的每秒流量系数。然后通过四个键的键盘设置流量参数，由单片机程序将系统全程的频率对应的每秒流量计算出来后，写入单片机的24C16中。
正常测量时，根据不同的频率取出24C16中的相应每秒流量，送到单片机中经运算，得到当时的瞬时流量（米3/小时），并进行累计。
二、硬件电路原理图
1、硬件中的核心是ATMEL生产的AT89C51/LV51单片机，它是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个4K字节的Flash可编程可擦除只读存储器，它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术，而且其输出引脚和指令系统都与MSC-51兼容。
2、存储流量和参数，用的存储器是ATMEL生产的AT24C16系列，它是一种带有闪2K字节的可电擦除、可编程的只读存储器。通过单片机的P0.0和P0.1口与它的SDA和SCL分别相连，进行读写操作。
3、一秒硬件复位电路，使用MC14060（十四位二进制计数器）、二个74HC132（两输入与非门）和二个双JK触发器CD4027，在CD4027的15脚形成一秒宽的时钟脉冲。
4、CD4027的15脚接到RESET端，使单片机定时复位。单片机采用省电模式工作，每次输入、累计、显示处理后等待唤醒，这样工作功耗非常小。设置补偿系数时，复位脚正常连接。
5、流量传感器的输入脉冲通过74HC393锁存（双四位二进制计数器）后，送入单片机的P2口。输入信号：脉冲信号（0~255）HZ
6、在单片机内经过程序处理后，输出显示信号送到P1口（数据4位，选择信号4位）。连到12针的插座上。
1、输出显示信号送到P1口（数据4位，选择信号4位）连到12针插座，其中数据4位（高四位）送入MC14543（BCD－－锁存/7段译码/驱动动器）中，共有12个MC14543，分别控制着与累计流量8位及瞬时流量4位相连的液晶块的显示数据。数据中另外4位选择信号（ABCD）直接送到CD4514译码器（4位锁存/4-16线译码器），通过两个MC14174B（带清0端的6D触发器），浮动显示的小数点位。
2、累积流量和瞬时流量的显示使用两个液晶块：EDS806A960827/DR（8位）、EDS805A971218/DR（4位）
a、累积流量显示：八位浮点式，开始显示小数点后五位：0.00000m3，显示小数点后三位：0000.000m3。
b、瞬时流量显示：显示为小数点后两位：00.00m3。
三、总框图及主程序
程序根据开关的设置分三大部分：①正常使用即测量部分②测量输入频率部分③设置调整系数部分。
主程序如下：
ORG0000H
LJMPL001E
ORG0003H
LJMPL05E6
ORG0023H
LJMPserver
MOVC,P0.7
NOP
JCL001E
LJMPL052C;
L001E:MOVC,P0.7；IC40开关1（ON），3（ON），写系数
NOP
JCL002C；IC40开关2（ON），4（ON），测流量
L0029:LJMPL037A；IC40开关2（ON），4（OFF），测频率
L002C:LCALLL003B；初始化
LCALLL01D2；输入频率
LCALLL01B7H；流量进行累计
LCALLL0085；显示
ORL87H,#02H
L003B:MOVR0,#60H；60H~6FH清0
MOVB,#10H
LCALLL005B
MOVC,P3.3
JCL005A
MOVR0,#40H；40H~6FH清0
MOVB,#10H
LCALLL005B
MOVR0,#50H；50H~6FH清0
MOVB,#10H
LCALLL005B
L005A:RET
L005B:MOV@R0,#00H
INCR0
DJNZB,L005B
RET
ORG0037EH
L037E:NOP
JNBP0.7,L0385
LJMPL052C;写系数
L0385:MOV38H,#00H；以下是测频率
MOV39H,#00H
MOV3AH,#00H
MOV3BH,#00H
MOV3CH,#00H
MOV3DH,#00H
MOV3EH,#00H
MOV3FH,#00H
L03A1:CLRC
MOV2EH,#00H
MOV2FH,#00H
ACALLL046E
MOVA,R0
NOP
MOVB,#64H
DIVAB
MOV32H,A
MOVA,B
MOVB,#0AH
DIVAB
MOV31H,A
MOV30H,B
MOV33H,#00H
MOV34H,#00H
MOV35H,#00H
MOV36H,#00H
MOV37H,#00H
ACALLL0411
ACALLL03EF
MOVC,P3.3
JCL03EC
MOV38H,#00H
MOV39H,#00H
MOV3AH,#00H
MOV3BH,#00H
MOV3CH,#00H
MOV3DH,#00H
MOV3EH,#00H
MOV3FH,#00H
L03EC:ORL87H,#02H
L03EF:ORLP1,#0FFH
MOVB,#0EH
CLRA
MOVDPTR,#0359H；显示数据
L03F9:MOVCA,@A+DPTR
MOVR0,A
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLP1,A
CLRA
INCDPTR
MOVCA,@A+DPTR
ANLP1,A
ORLP1,#0F0H
ORLP1,#0FFH
CLRA
INCDPTR
DJNZB,L03F9
RET
L0411:MOVR0,#30H
MOVR1,#38H
MOVB,#08H
CLRC
L0419:MOVA,@R1
ADDCA,@R0
DAA
MOVC,ACC.4
CLRACC.4
MOV@R1,A
INCR0
INCR1
DJNZB,L0419
RET
ORG0359
DB4BH,0DFH,4AH,0CFH,49H,9FH,49H,8FH,47H,7FH,46H,6FH,45H,5FH,44H,4FH
DB43H,3FH,38H,2FH,37H,1FH,36H,0FH,2FH,0AFH,2DH,0BFH
ORG000BH
LJMPL05E6
ORG052CH
L052C:MOVSP,#38H
MOVIE,#88H
MOVPSW,#00H
MOVTMOD,#15H
MOVTL0,#00H
MOVTH0,#00H
MOVTL1,#00H
MOVTH1,#00H
SETBTCON.TR0
SETBTCON.TR1
SETBP3.1
MOVP3,#0FFH
L0552:LCALLL0BD3；键盘输入
L0579:CJNEA,#0FBH,L0552
LCALLL0814；写系数
RET
ORG05E6H；定时显示
L05E6:PUSHACC
PUSHPSW
MOVPSW,#08H
MOVTL1,#00H
MOVTH1,#00H
CLRA
MOV78H,A
SETB01H
MOVR0,#25H
MOVR1,#00H
MOVR7,#0CH
L05FE:MOVA,#00H
ORLA,#0F0H
ANLP1,A
ANLP1,A
CLRA
MOVA,#0BFH
ANLP1,A
ORLP1,#0F0H
ORLP1,#0FFH
MOVA,#00H
ORLA,#0F0H
ANLP1,A
ANLP1,A
CLRA
MOVA,#0AFH
ANLP1,A
ORLP1,#0F0H
ORLP1,#0FFH
MOVA,R0
CJNEA,00H,L0635
JNB0AH,L0635
CPL0BH
JNB0BH,L0635
MOVA,#0FH
LJMPL0636
L0635:MOVA,@R0
L0636:ANLA,#0FH
SWAPA
ORLA,R1
SWAPA
MOVP1,A
ORLA,#0F0H
MOVP1,A
INCR0
INCR1
CJNER1,#0AH,L0648
INCR1
INCR1
L0648:DJNZR7,L05FE
POPPSW
POPACC
RETI
四、接口及外设驱动程序
1、输入部分程序：
L01D2:MOVR0,P2；读入P2中的频率信号
CLRP3.7
NOP
NOP
NOP
SETBP3.7
NOP
NOP
NOP
MOVR1,#70H；读出的数据存入位置
MOVR6,#0A0H；27C16中的设备地址
MOVR7,#08H
L01E4:LCALLL0223；根据相应的频率从27C16中读取每秒流量参数
MOV@R1,A
INCR1
MOVA,R6
ADDA,#02H；
MOVR6,A
DJNZR7,L01E4；读8位参数
PUSH00H
MOVR1,#70H
MOVR0,#28H
MOVR3,#08H
L01F7:MOVA,@R1
MOV@R0,A
DECR0
INCR1
DJNZR3,L01F7；将70H中的数据送入20H~27H中
MOVR0,#20H；将20H~27H中的数据送到60H~67H中。
MOVR1,#67H
MOVR3,#08H
L0203:MOVA,@R0
MOV@R1,A
INCR0
INCR1
DJNZR3,L0203
MOV60H,#36H；将60H中的每秒流量换算成米3/小时
MOVR0,#20H
MOVR1,#60H
MOVR3,#07H
LCALLL02FC
MOVR0,#20H；将瞬时流量换算成十进制BCD送入到30H~3FH中
MOVR1,#3FH
MOVR2,#08H
LCALLL034A
POP00H
RET
计算累计流量送入50H中，程序如下
L01B7:movR0,#67H；将60H~67H中的瞬时流量二进制值累加到50H~57H
MOVR1,#57H
MOVB,#08H
CLRC
L01BF:MOVA,@R1
ADDCA,@R0
DAA
MOV@R1,A
DECR0
DECR1
DJNZB,L01BF
MOVR0,#50H；将50H~57H中的二进制换算成十进制BCD码
MOVR1,#4FH；送到40H~47H中
MOVR2,#08H
LCALLL034A
RET
2、显示部分：
程序如下：
L0085:ORLP1,#0FFH；P1口置1，4FH~40H中是要显示的数据（高~低）
MOVA,4FH；位是否为0
NOP
NOP
MOVA,4FH
ANLA,#0ffH
JZL009E；为0转移
MOVDPTR,#0F10H；段显示数据（此时数据为）
MOV2FH,#0a0h；送小数点数据到2FH中
LJMPL00DD
L009E:MOVA,4EH；次高位是否为0
NOP
NOP
MOVA,4EH
ANLA,#0FFH
JZL00B1；为0转移
MOVDPTR,#0F20H；第二段显示数据
MOV2FH,#21H；送小数点数据到2FH中
LJMPL00DD
L00B1:MOVA,4DH
NOP
NOP
MOVA,4DH
ANLA,#0FFH
JZL00C4；为0转移
MOVDPTR,#0F30H；第三段显示数据
MOV2FH,#22H；送小数点数据到2FH中
LJMPL00DD
L00C4:MOVA,4CH
NOP
NOP
MOVA,4CH
ANLA,#0FFH
JZL00D7；为0转移
MOVDPTR,#0F40H；第四段显示数据
MOV2FH,#24H；送小数点数据到2FH中
LJMPL00DD
L00D7:MOVDPTR,#0F50H；第五段显示数据
MOV2FH,#28H；送小数点数据到2FH中
L00DD:MOVB,#0DH；显示数据中的数据个数
MOVA,2FH
ANLA,#0FH
MOV2DH,A
MOVA,2FH
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOV2FH,A
CLRA
L00EE:MOVCA,@A+DPTR；取相应段的数据进行显示
MOVR0,A
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLP1,A
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
ANLp1,a
CLRA
INCDPTR
MOVCA,@A+DPTR
ANLP1,A
NOP
NOP
NOP
NOP
ANLP1,A
ORLP1,#0F0H
ORLP1,#0FFH
CLRA
INCDPTR
DJNZB,L00EE
END
ORG0F10H；以下为显示数据，浮动五位。
DB4FH,0DFH,4EH,0CFH,4DH,9FH,4CH,8FH,4BH,7FH,4AH,6FH,49H,5FH,48H,4FH
DB47H,3FH,38H,2FH,37H,1FH,36H,0FH,2FH,0AFH,2DH,0BFH
ORG0F20H
DB4EH,0DFH,4DH,0CFH,4CH,9FH,4BH,8FH,4AH,7FH,49H,6FH,48H,5FH,47H,4FH
DB46H,3FH,38H,2FH,37H,1FH,36H,0FH,2FH,0AFH,2DH,0BFH
ORG0F30H
DB4DH,0DFH,4CH,0CFH,4BH,9FH,4AH,8FH,49H,7FH,48H,6FH,47H,5FH,46H,4FH
DB45H,3FH,38H,2FH,37H,1FH,36H,0FH,2FH,0AFH,2DH,0BFH
ORG0F40H
DB4CH,0DFH,4BH,0CFH,4AH,9FH,49H,8FH,48H,7FH,47H,6FH,46H,5FH,45H,4FH
DB44H,3FH,38H,2FH,37H,1FH,36H,0FH,2FH,0AFH,2DH,0BFH
ORG0F50H
DB4BH,0DFH,4AH,0CFH,49H,9FH,49H,8FH,47H,7FH,46H,6FH,45H,5FH,44H,4FH
DB43H,3FH,38H,2FH,37H,1FH,36H,0FH,2FH,0AFH,2DH,0BFH
3、键盘部分：
L0BD3:SETBP3.2
SETBP3.3
SETBp3.4
SETBP3.5
MOVA,P3
ORLA,#0D7H
CJNEA,#0FFH,L0BF0
MOVR6,#10H
ACALLL0BFE
MOVA,P3
ORLA,#0D7H
CJNEA,#0FFH,L0BD3
CLRA
CLR07H
SJMPL0BFD
L0BF0:MOVR6,#10H
ACALLL0BFE
MOVA,P3
ORLA,#0D7H
CJNEA,#0FFH,L0BFD
SJMPL0BD3
L0BFD:RET
L0BFE:NOP
LCALLL07D3；延时程序
DJNZR6,L0BFE
RET
4、通讯程序：
采用中断方式传送数据给计算机。
ORG0023H
server:pushacc
push00h
push01h
push02h;保护断点
JBCTI,server1;中断程序将累计流量传给算机
RETI
Server1:movR1,#50h
MovR0,#08h
mova,@r1
MOVSBUF,A;传送一个位
DjnzR0,server1
JBP,ERROR;偶校验
ANLA,#7FH;去掉校验位
Server2:movR1,#60h;中断程序将瞬时流量传给算机
MovR0,#08h
mova,@r1
MOVSBUF,A;传送一个位
DjnzR0,server1
JBP,ERROR;偶校验
ANLA,#7FH;去掉校验位
ERROR:popacc；恢复断点
pop02h
pop01h
pop00h
RETI
四、结束语
流量计的抗干扰能力强，在流量全范围内可非线性调整、内部无可调件、使用维护简单等优点，可以用来测量、变送及现场显示封闭工业管道中液体、气体和蒸汽的流量及总量。从投用到现在，应用的效果非常好，是一种理想的仪表。