电磁流量计单片机的电路
    自20世纪80年代以来，随着大规模集成电路制造技术和计算机技术的迅速发展，单片机引入到电磁流量转换器，智能化转换器得到迅猛地发展。智能化带来电磁流量计测量技术的巨大进步，实现了高测量精度、高稳定性、高可靠性的性能。目前，应用单片机技术的智能化转换器已成为电磁流量计的主流。我国智能化电磁流量计近儿年的发展也很快，有些已经接近或达到世界先进水平。
    单片机作为一个计算机系统的技术和知识，有大量的专门书籍和资料可供参考。这里所要介绍的是单片机在电磁流量转换器应用中一些值得注意的问题对CPU及其系统构成的要求
    CPU是单片机系统的核心，它决定着单片机的数据运算与事件处理能力的大小、运算速度的快慢等重要技术性能指标。电磁流量计的测量精度高，要求信号采样的位数和运算精度高。因此，通常使用单片机为8位以上的CPU．如美国WIEL公司的MCS - 51系列和ATMEL公司的89C51系列8位机产品。随着对测量精度要求的提高和功能的加强，越来越多的转换器使用16位机的CPU，如INTEL公司的MCS96系列和MOTORIA公司的MC6800系列16位机产品。也有一些转换器，由于特殊的需要，比如低功耗、高密度等的要求，制造厂设计了专用的微处理器芯片。
    转换器的工作过程不仅要求CPU对来自传感器的流量信号进行采集、处理、运算、显示，完成流量、流速的检测，同时还要控制产生低频矩形波励磁电流、输出流量的积算总量值和输出模拟电流、频率、数字通讯信号以及分时检测传感器的空管信号等等。也就是说，在智能转换器中，同一时刻发生着许许多多复杂的事件，需要由CPU来处理。为了仪表能够准确无误的可靠上作，要求CPU应很好地处理这些复杂事件的时序分配。尽管CPU有多个中断源可供CPU安排事件的工作时序，但是对于8位机，往往一个CPL仍不能可靠地处理好时序的分配问题。所以，有的转换器采用多CPU分别处理不同的事件，采用并行工作的办法来解决时序问题。当然，由于采用16位机运算速度快，有更多的中断源，解决时序分配相对容易。不管怎样，认真分析转换器的工作内容和要求，合理地、准确地分配工作时序，是智能转换器可靠工作的基本保证。
    智能电磁流量转换器的工作内容繁多，给单片机带来了一定的程序工作量和容量。转换器的单片机系统需要使用外部E—PROM来扩展程序存储器。经验表明，用高级语言，如P/LM语言、C51、C196语言编写转换器程序，大约在20—60kB的范围，用汇编语言可能低一些。但为了留有扩展的余地，外部的E-PROM程至少应选用64kB的容量。
    除了非满管电磁流量计的测量原理要求解多元高次方程外，电磁流量计的测量原理是线性方程，其测量与计算不需要复杂的数学模型，也不需要复杂的误差修正。但是，测量的稳定则需要对采集信号进行一阶积分数字滤波、粗大误差干扰信号处理等数学运算。仪表的阻尼运算和数字通讯需要占用系统一定的内存。因此，CPU片内的几百字节的RAM往往显得不够，需要外置几kB的RAM。
    单片机CPU芯片内含有数个定时计数器。它们可用作事件计数器和CPU的运算处理定时计数器。由于上述电磁流量转换器的T作特点，励磁脉冲的产生、模拟电流转换的占空比i殳置、频率输出的赋值、数字通讯等，需要更多的定时计数器。因此，一般需要外加型号为8253(或8254)的16位定时H数器。
    因为转换器的应用比较广泛，它与传感器配套的口径、流量测量范围、流量标定系数、输出电流、输出频率等参数，在测量前需要用键盘设置长期保存到程序中去：流量总量作为贸易结算或需要考核的数据，也直能够在停电情况下长期保存。所以，参数设置和流量总量的掉电保护是智能转换器的基本要求。现在，这些数据保存可以放到EEROM中去。EFROM是非易失电可擦写的存储器，常用的EEROM有93C46. 93C66，A'17,4C04、AT24C08等。这些芯片可以擦写100万次，数据保存达IO年以上。
    智能转换器的硬件中，还有用于于参数设置的键盘和测最显示的显示器。键盘只是在参数设置时短期使用，为节约口线和减少键的故障，通常只用三、pq只键，一些菜单的置定义为复合键。显示器以带背光LCD显示为主，这样功耗低。国产的中文菜单显示已经问世，这给国内用户使用带来丫极大方便。
    我们知道，单片机系统的工作，不仅有CPU和上述外围器件的硬件，还包括软件，即程序。智能化仪表的软件设计的可靠性对仪表的正常、稳定地工作至关重要。优秀的程序应是结构化设计，各功能程序实行模块化，子程序化：根据它们之间的联系和时间上的关系，如图4 - 19，设汁出软件的总体结构，其结构应清晰、简捷、流程合理    使用P/LM5l、C51、C96等高级语言与汇编语言相比，尽管程序量大一些，但可读性好，思路清楚，便于程序的检查与修改，是当前单片机语言的主流。
    软件的可靠性直接影响着仪表的可靠性。加强软件抗干扰设计、数字滤波、粗大误差判断处理程序是消除信号中的干扰成分的有效措施。电磁流量计设置参数与中间数据的备份能够防止测量数据丢失。软件中应有自检程序井配合硬件的“看门狗”电路检测程序运行状态，当程序受到干扰出现“死机”或“乱飞”运行时．CPU自动复位，重新运行。操作菜单中设有初始化设置，对严重“死机”现象的CPU能恢复到初始状态等，采用这些软件设计措施是有效的和必要的。