摘 要

本文主要结合油田的实际生产情况，对油井流量进行监测方面的研究，主要针对油井的流量通过传感器检测并经89C51处理实现自动控制。

本系统用MCS-51单片机进行数据处理和检测的系统，是以89C51单片机为微处理器的智能化油井流量显示仪。采用一片8279实现智能仪表键盘/显示器的最小化硬件设计技术。通过传感器经信号处理电路输入CPU，在程序的控制下实现实时显示及报警，完成油井开采中的流量的在线测量。并可将数据由MAX232口向上位机进行数据传输。该设计采用单片机开发计量二次仪表，具有计量精度高，功耗低，稳定可靠，成本低等特点。

本系统只用一片微处理机实现控制键盘，并可实现实时的检测、计算、显示、打印、报警、通信等功能。该系统对于现实生活生产有着重要意义，前景广阔。

关键词： 89C51 流量 传感器

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Abstract

In this paper, combined with the actual oil production, oil well flow monitoring of research,mainly for the oil flow through the sensor to detect and deal with the realization by the 89C51 control.

The MCS-51 microcontroller systems for data processing and detection systems, based on 89C51 microcontroller microprocessor intelligent wells flow indicator.Intelligent instrument with a 8279 keyboard/display to minimize hardware design.Through the sensor input by the signal processing circuit CPU, a program under the control of real-time display and alarm, to complete the flow of oil exploitation in the online measurement.I can up the data from the MAX232-bit machine for data transfer.The design uses a microcontroller development of secondary instrument measurement with high measurement accuracy, low power consumption, reliable and low cost.

This system only uses a piece of microprocessor realization control keyboard，and may realize the real-time examination，the computation，the demonstration，the printing， reports to the police and other functions. This system has the vital significance regarding the real life production，the prospect is broad.

Keyword 89C51 flow sensor

II

目 录

第1章 绪 论 ........................................................... 1

1.1 题目背景 ......................................................... 1

1.2 发展趋势 ......................................................... 1 1.3 系统设计及原则 ................................................... 2 1.4 系统结构及配置说明 ............................................... 3 1.5 系统要求 ......................................................... 3 1.6 系统技术指标 ..................................................... 4 1.7 本章小结 ......................................................... 4 第2章 总体方案 ......................................................... 5

2.1 智能流量显示过程概述 ............................................. 5

2.2 智能流量测控技术 ................................................. 5

2.2.1 测量原理 .................................................... 5 2.2.2 智能控制 .................................................... 7 2.2.3 电机驱动电路 ................................................ 7 2.2.4 实验与评估 .................................................. 8 2.3 方案论证 ......................................................... 8 2.4 方案设计 ........................................................ 10 2.5 本章小结 ........................................................ 11 第3章 芯片介绍 ........................................................ 12

3.1 主芯片AT89C51的介绍 ............................................ 12

3.1.1 引脚定义及功能： ........................................... 13 3.1.2 存储器 ..................................................... 14 3.1.3 输入输出端口的功能 ......................................... 17 3.1.4 空闲节电模式 ............................................... 18 3.1.5 掉电模式 ................................................... 19 3.1.6 中断 ....................................................... 19 3.1.7 片内Flash闪速存储器的编程 ................................. 20 3.1.8 数据查询 ................................................... 20 3.2 可编程多功能接口8155 ............................................ 21

III

3.2.1 8155的组成与接口信号 ...................................... 21 3.2.2 8155与MCS—51单片机的连接 ................................ 24 3.3 芯片8279的介绍 ................................................. 25

3.3.1 引脚介绍 ................................................... 25 3.3.2 8279中与键盘/显示器扫描有关的基本功能部件如下 ............. 27 3.3.3 8279的操作 ................................................ 28 3.4 传感器介绍 ...................................................... 31

3.4.1 涡轮传感器的功能、用途 ..................................... 31 3.4.2 涡轮传感器适用的范围 ....................................... 32 3.4.3 涡轮传感器的工作环境条件 ................................... 32 3.4.4 涡轮传感器的工作原理 ....................................... 32 3.4.4 涡轮传感器的工作条件 ....................................... 33 3.4.5 涡轮传感器的安装要求 ....................................... 33 3.4.6 涡轮传感器的使用和维护 ..................................... 34 3.5 本章小结 ........................................................ 34 第4章 硬件设计 ........................................................ 36

4.1 系统硬件原理框图 ................................................ 36

4.2 前向通道的设计 .................................................. 37

4.2.1 放大整形电路 ............................................... 37 4.2.2 模拟量输入通道： ........................................... 38 4.3 8279键盘、显示器接口 ............................................ 40

4.3.1 8279键盘 .................................................. 40 4.3.2 TPMP-40A微型打印机接口电路 ................................ 42 4.4 上位机通讯 ...................................................... 43 4.5 报警电路设计 .................................................... 44 4.6 本章小结 ........................................................ 45 第5章 软件设计 ........................................................ 47

5.1 系统流程图及程序 ................................................ 47

5.2 本章小结 ........................................................ 51 致 谢 .................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................ 52 附录1： 硬件电路图 ..................................................... 54 附录2: 程序清单 ....................................................... 55

IV

第1章 绪 论

1.1 题目背景

上世纪九十年代中后期掀起的信息浪潮，极大地推动了人类社会各行各业技术革新的迅猛发展。随着石油科技的发展，石油工业正在向智能化和信息化过渡，“企业E化”、“管控一体化”已成为实现“降本增效，提高管理水平”这一油田改革目标中的一个重要课题。

在油田系统中逐渐使用智能仪表来计量油井的出油量，计量仪表精确度的高低，直接影响着企业的经济效益。然而，在低流速或小口径的液流量测量方面，仍存在很大的缺陷。一些现场因素，如流体的粘度值、管径的大小等等，都将影响测量精度。因此选择一套信息完整、性能可靠、实用性强的油井流量监控系统是非常必要的。

1.2 发展趋势

目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离计量方法等。随着技术的进步，油田越来越需要功能强、自动化程度高的油井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。 1. 向自动化发展。自动化技术的发展降低了劳动强度并且提高劳动生产率。同时，为了实现油井准确、快速，可靠的测量，须采用自动化的测量方法。三相分离计量、两相分离计量和不分离计量的研究和应用将会得到越来越广泛地重视与应用。 2. 向快速化发展。为了及时准确掌握油井的生产状况，需要缩短油井计量周期，并对油井进行更加频繁与及时的测量，因此需要提高油井计量速度。

3. 向高精度发展。油田需要准确及时的了解油井的生产状况，为生产管理提供真实

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