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摘要:為了準(zhǔn)確的了解鉆井過(guò)程中的情況，需要測(cè)量?jī)x表不斷地對(duì)鉆井過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和判斷分析，以便做出決策，安全高效的完成鉆井任務(wù)。以 AT89C52 單片機(jī)為核心，采用模塊化設(shè)計(jì)思路，通過(guò)擴(kuò)展外圍信號(hào)調(diào)理、采集模塊，鍵盤(pán)、顯示模塊，串口通訊模塊以及軟件模塊等，研制了一套鉆井儀表測(cè)試系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)鉆井參數(shù)模擬量、數(shù)字量的采集測(cè)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，測(cè)量數(shù)據(jù)的濾波處理，以及參數(shù)的輸出顯示和與上位機(jī)通訊等功能。各種傳感器將鉆井參數(shù)轉(zhuǎn)換成電流、電壓或數(shù)字脈沖信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路后被采集。電壓、電流等模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器要求的標(biāo)準(zhǔn)0～+5V 范圍內(nèi)的電壓信號(hào)。軟件部分設(shè)計(jì)數(shù)字濾波處理程序，有效地去除了隨機(jī)干擾和傳感器不穩(wěn)定引起的誤差。脈沖信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理，輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。其中，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速、泵沖次等傳感器輸出的強(qiáng)度較弱的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路轉(zhuǎn)換成符合單片機(jī)采樣的頻率信號(hào)，再進(jìn)入計(jì)數(shù)器。此外，還設(shè)計(jì)了異常情況報(bào)警電路。采用RS-232C串行標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通訊，完成數(shù)據(jù)的傳送和顯示。 關(guān)鍵詞：鉆井參數(shù) 單片機(jī) 模擬和脈沖信號(hào)測(cè)量 串口通訊
目錄 摘要 ABSTRACT 1 緒論-1 1.1課題研究的意義-1 1.2鉆井儀表的發(fā)展及研究現(xiàn)狀-2 1.2.1鉆井儀表的發(fā)展歷史-2 1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀-2 1.2.3國(guó)外研究現(xiàn)狀-3 1.3本課題的主要研究?jī)?nèi)容及研究方法-3 1.3.1主要研究?jī)?nèi)容-3 1.3.2 研究方法-4 2 鉆井工況原理分析及系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)-5 2.1 鉆井參數(shù)的分析-5 2.2 鉆井工況對(duì)儀表功能的要求與設(shè)計(jì)目標(biāo)-6 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)-6 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)-8 3.1 處理器的選擇-8 3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)-10 3.3 按鍵電路的設(shè)計(jì)-10 3.4傳感器模塊設(shè)計(jì)-11 3.4.1 泥漿溫度傳感器-11 3.4.2轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速、泥漿泵沖速傳感器-12 3.4.3泥漿罐泥漿體積傳感器-13 3.4.4泥漿回流傳感器-15 3.5 數(shù)據(jù)采集電路模塊設(shè)計(jì)-15 3.6 數(shù)據(jù)通訊傳輸模塊設(shè)計(jì)-18 3.6.1 AT89C52 串行接口-18 3.6.2 串口通訊電路設(shè)計(jì)-20 3.7 報(bào)警電路設(shè)計(jì)-20 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)-21 4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的概述-21 4.2 主控程序設(shè)計(jì)-21 4.3按鍵子程序設(shè)計(jì)-22 4.4超聲波傳感器采集程序設(shè)計(jì)-22 4.4霍爾傳感器脈沖采集程序設(shè)計(jì)-23 4.5 ADC0809模擬電壓采集程序設(shè)計(jì)-24 4.6測(cè)量信號(hào)的濾波處理程序-24 4.7報(bào)警子程序設(shè)計(jì)-25 4.8上位機(jī)顯示子程序設(shè)計(jì)-26 5 系統(tǒng)調(diào)試-27 6 結(jié)論-30 參考文獻(xiàn)-31 致謝-32 附錄1系統(tǒng)原理圖-33 附錄2 單片機(jī)程序-34 附錄3 上位機(jī)程序-57 |
