低功耗高精度熱量計系統設計
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3.4.2差動放大器
AD620是低價格、高精密度儀器放大器。它只需一個外接電阻,就能方便地進行各種增益(1-1000)的調整。該芯片具有體積小、功耗低、精度高、噪聲低和輸入偏置電流低的特點,在電池供電的便攜式設備、精密的數據采集系統、ECG和醫療儀器、傳感器接口、工業過程控制、多路轉換應用系統和微控制器應用系統中的前置放大器等領域中獲得廣泛應用。
3.4.3 A/D轉換器
1.選用AD公司生產的逐次逼近式模/數轉換芯片AD1674, AD1674是美國AD公司推出的一種完整的12位并行模/數轉換單片集成電路。該芯片內部自帶采樣保持器(SHA)、10伏基準電壓源、時鐘源以及口丁和微處理器總線直接接口的暫存/三態輸出緩沖器。與原有同系列的AD574A!674A相比,AD1674的內部結構更加緊湊,集成度更高,工作性能(尤其是高低溫穩定性)也更好,而且可以使設計板面積人人減小,因而口J一降低成本并提高系統的可靠性。
3.4.5 溫度測量電路
圖4是溫度測量電路,采用電橋測溫法,MC7812提供穩壓電源,CONS銅電阻插口,OD620差壓放大器,!AD1674進行A/D轉換,為避免放大器輸出電壓過大燒壞A/D轉換芯片,設有過壓保護環節。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/188291.htm
3.4.6 流量測量的設計
經過綜合考慮各種因素,本設計采用變磁阻式的霍爾傳感器流量測量儀,葉輪的旋轉引起霍爾元件磁阻的周期性變化,霍爾元件輸出與流量有關的電脈沖信號,經前置放大器放大并整形送入單片機輸入端計數,工作簡單可靠。通過測量霍爾集成傳感器的輸出脈沖的個數即可得到流速的大小,進而可推知流量的大小,測量電路如圖5
3.5 顯示部分設計
本設計顯示部分選用LED顯示器,其由發光二極管組成,采用動態顯示方法;74LS438實現位選,CD4534段選。
4 熱量計軟件設計
系統軟件采用模塊化編程方法由初始化主程序、中斷服務子程序、溫度測量子程序、流量測量子程序、熱量計量子程序、顯示子程序、按鍵子程序和軟件的低功耗設計組成。初始化程序對特殊狀態寄存器賦值、啟動數碼顯示和A/D轉換等。初始化主程序主要用來對單片機的一些寄存器、工/0口等的初始狀態進行設置,對一些兀芯片的電源進行開/關。如初始化堆棧指針,關中斷,停止看門狗,清除中斷標志等;對系統進行校準,對一些重要參數校準存儲,如溫度電橋電阻,運算放大器放大倍數,零點漂移;接著程序進入主循環,開啟中斷,進入低功耗模式,等待中斷喚醒。初始化主程序框圖如圖6
5系統通訊部分設計
熱量計系統采用集散型控制系統的形式:智能化物業管理中心的PC機作為上位機一可以按照設定的抄存項目、起始時間和時間間隔,定時、自動抄收存儲在采集器中的凍結數據或實時數據,可以打印成報表和計費發票,也可以生成數據文件提交給其它應用系統,進行在線管理、平衡和分析;采集器接收上位機發來的命令,根據命令將各臺戶機的測量值及工作狀態報送上位機。采集器是聯系用戶家中的戶機和管理中心的PC機之間的紐帶。
6 小結與本文作者創新點:
本文設計的熱量計是內嵌微處理器的智能化測量儀表,與傳統的機械式儀表相比具有結構簡單、安全可靠、實時性好、靈敏度高;功耗低,整個系統的動態功耗只有50uA左右,靜態功耗僅luA左右,很好的保證了使用電池供電5年以上;操作簡便,用戶通過一個按鍵就可以查詢所有數據和信息,并在LCD上顯示出來,結果直觀。和傳統儀表相比成本大大降低,而且抗干擾性好、安裝維護方便、測量精度高,具有較高的性能/價格比。
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