工业现场仪表在投入使用之前,通常需要对仪表的参数进行设置,当前仪表大多采用串口通信进行仪表参数设置,由于现场工作环境复杂,需要设置的仪表参数较多,不方便继续采用原有的串口通信进行现场仪表参数修改。为了降低仪表使用成本,提高参数修改的方便性,国内外许多科研工作者都进行了大量的研究工作。本课题围绕着天津大学流量实验室开发的数字涡街流量计,从通信方式和通信手段两方面进行研究,通过对通信方式使用的方便性和普及性分析,课题最终选择为涡街流量计增加USB接口,开发研究手持设备——涡街流量计手操器,在理论支持下进行手操器软件和硬件系统的搭建,最终设计研究出一款适合涡街流量计的手操器,同时预留手操器参数修改接口,以便适合于不同仪表进行参数设置。本课题主要完成以下工作:⑴对USB通信协议进行了学习分析,选择了适合于单片机的USB控制芯片,给单片机系统增加USB接口,实现了单片机的USB通信。⑵完成了系统的硬件设计。以MSP430F1611为核心,在保证手操器功能的实用性基础上,降低了系统的整体功耗。⑶完成了系统的软件设计。在系统任务调度方面,参考操作系统任务调度机制,采用层次化状态机思想进行任务调度,同时采用基于头文件的模块化程序设计思想进行软件架构,提高了软件的可读性、可靠性和灵活性。⑷完成了液晶显示的菜单设计。对传统菜单设计的二叉树结构进行修改,采用一维数组表示二叉树数据关系,满足了菜单设计要求,降低了单片机资源的占有量。⑸完成主、从机功能切换。涡街流量计连接U盘时做主机,连接电脑和手操器时做从机,手操器连接电脑时做从机,连接流量计时做主机。⑹完成了实验验证。通过为涡街流量计增加USB接口,和手操器的设计,在实验室现场工作环境中,进行手操器功能的验证,通过验证,本课题设计的手操器可以满足现场应用的要求。上述工作表明,本课题研究的涡街流量计手操器,增加了涡街流量计使用的方便性,可以满足工业环境的要求。