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/ s2 c9 z u/ r# i3 e4 _摘要:本文介绍了以EM78P458单片机为核心的智能供热计量仪表的工作原理,并给出了系统的硬件及软件的设计方法,该仪表具有" `: o5 p0 K6 @. R' M, `
成本低、功耗低、精度高、性能可靠等特点,具有较好的市场前景。
' ]. H* T, D: t: H" A. R1 r: r1 a a: N/ z+ m
. ]. r4 K( }! W2 q
关键词:单片机 热量 供热计量 低功耗3 D5 Q" g- w$ S7 Z
! } H- T9 C# [4 F9 T2 `+ g
4 ]2 B3 W" P; r1 Y& X( Z6 m
1引言
' M$ L% k2 C q随着市场经济的拓展,采暖供热收费问题的矛盾日益突出。解9 v; C9 P/ ^0 Y9 e9 C- u
决该矛盾的唯-方法是采用集中供暖的分户供热、分户按用热量
" S& b/ i! d* G/ F( `, Q8 T3 [" _5 F的计量收费方案。为此,必须研制分户计量用的供热计量仪表。6 ~: R5 z. ?: c4 ^3 X
供热系统加装供热计量仪表后,用户消耗热量的大小直观,管- W/ q' A1 n, G% Y2 G$ p
理部门可直接按用户表计量收费;消耗热量的大小与用户利益紧$ f* @: l# J# y0 W
密相关,用户可根据需要用热。这样,既解决了供热采暖收费难的
! J4 {/ T' z* m# O% f问题，方便了供热管理部门的规范化、标准化管理,又可以防止国; ~; L8 }& y7 A$ c: j
有资产流失,也维护了消费者的利益,方便了用户，是目前供热采7 q: e2 l7 N( D e. s( F( u
暖计量的最佳方案。
4 r1 j' c& \2 ]- v3 n- ?8 V9 j; l# ~2硬件设计2 D0 I% j5 u, P$ D$ J/ |1 Y
供热计量仪表以单片机为核心、通过传感器测量温度、流量，
) X" @; e" e& z; J! a; c- z6 m单片机进行数据处理,液晶显示器显示测量数据,备有串行通信口
/ }* l. o% p7 f/ `9 n3 C可与上位机进行通信。
2 J9 C' m, v: B0 R0 n3 C测量系统方框图如图1所示。
, L( w' R1 j; O: K- M8 z4 O
* f+ K H' D9 K" Z& b( _/ N% d(1)人、出口温度测量
; |" ]$ `" h8 O J* G9 F$ ?采用铂电阻传感器、利用电容充放电原理,通过单片机内部的6 d' z) T# j7 c H# u+ N: T) o
计数器测量电容充放电时间的方法实现温度的测量。在测量电容( n) r+ }1 p, N+ W3 [7 W* j2 ^+ n
充电时,采用计数、比较器两级中断,使计数的精度由8位提高到- Y# @+ D2 X4 a) l& |+ b5 A) {
16位。铂电阻值到温度测量值的计算采用10段折线计算得到，由
/ X. M9 q) j& P) o于温度测量范围较小，所以折线计算结果精度较高。测量原理如图( J. n2 q" o$ k8 l ~5 B4 j1 n
2所示。
# I$ k! B+ d ^2 ?( a, F$ g4 }, m: U7 [) \" v0 F4 i5 I' \
由标准电阻Ro 与被测热电阻R、Ra(人、出口温度传感器的 h+ D! F* y" ~1 o4 N
电阻),二极管D及电容C和低功耗的4052给出的开关K、Kq、
: G; q, [* b$ WK、K,组成电容充放电电路，电容输出接EM78P458的比较器的1 Z0 g5 L6 F; r: `+ g" A. l
CIN+.上, CIN-.上的比较基准电压由电源经精密电阻Ru、Ra分压
2 q# j" V9 g# e3 ?% I. R得到。具体工作过程如下:7 J; B( A& e2 L" `, A
Pao输出高电平,充电过程开始，同时EM78P458内部计数器
! p2 z1 R/ _" m% e开始计数,计数器计满中断,测量高位单元+ 1,清计数器,计数器
; F2 v5 B$ ^$ W P重新开始计数,重复下去。当电容C上充电电压达CIN.上的数值2 J, }; u% |9 E2 H
时，EM78P458的内部比较器翻转,实现比较器中断，读取测量高5 u3 T# H0 c P% g
位单元值、计数器的值,此数据即为测量值。EM78P458内部计数
9 y' a# J+ k& V& p/ U* I A' r器虽然是8位计数器,但由于我们采用了计数,比较两级中断,可# t9 ]& E6 Y* e& A; c# I& X. V
实现16位计数,提高了测量精度。测量过程如下:9 z; I# L6 ? L p' M
首先, EM78P458控制Pao输出高电平,使开关Ko闭合,电容! A1 j2 {- F$ _' g- T3 t
充电，比较器翻转，测量Ro读取其相应的计数值No,然后
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附件下载：
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发表于 2020-3-16 13:28
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