低功耗高精度熱量計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2010-03-31 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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3.4.2差動(dòng)放大器
AD620是低價(jià)格、高精密度儀器放大器。它只需一個(gè)外接電阻,就能方便地進(jìn)行各種增益(1-1000)的調(diào)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(diǎn),在電池供電的便攜式設(shè)備、精密的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、ECG和醫(yī)療儀器、傳感器接口、工業(yè)過(guò)程控制、多路轉(zhuǎn)換應(yīng)用系統(tǒng)和微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中的前置放大器等領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。
3.4.3 A/D轉(zhuǎn)換器
1.選用AD公司生產(chǎn)的逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD1674, AD1674是美國(guó)AD公司推出的一種完整的12位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換單片集成電路。該芯片內(nèi)部自帶采樣保持器(SHA)、10伏基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘源以及口丁和微處理器總線直接接口的暫存/三態(tài)輸出緩沖器。與原有同系列的AD574A!674A相比,AD1674的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊,集成度更高,工作性能(尤其是高低溫穩(wěn)定性)也更好,而且可以使設(shè)計(jì)板面積人人減小,因而口J一降低成本并提高系統(tǒng)的可靠性。
3.4.5 溫度測(cè)量電路
圖4是溫度測(cè)量電路,采用電橋測(cè)溫法,MC7812提供穩(wěn)壓電源,CONS銅電阻插口,OD620差壓放大器,!AD1674進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,為避免放大器輸出電壓過(guò)大燒壞A/D轉(zhuǎn)換芯片,設(shè)有過(guò)壓保護(hù)環(huán)節(jié)。

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/188291.htm

3.4.6 流量測(cè)量的設(shè)計(jì)
經(jīng)過(guò)綜合考慮各種因素,本設(shè)計(jì)采用變磁阻式的霍爾傳感器流量測(cè)量?jī)x,葉輪的旋轉(zhuǎn)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(guān)的電脈沖信號(hào),經(jīng)前置放大器放大并整形送入單片機(jī)輸入端計(jì)數(shù),工作簡(jiǎn)單可靠。通過(guò)測(cè)量霍爾集成傳感器的輸出脈沖的個(gè)數(shù)即可得到流速的大小,進(jìn)而可推知流量的大小,測(cè)量電路如圖5

3.5 顯示部分設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)顯示部分選用LED顯示器,其由發(fā)光二極管組成,采用動(dòng)態(tài)顯示方法;74LS438實(shí)現(xiàn)位選,CD4534段選。
4 熱量計(jì)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件采用模塊化編程方法由初始化主程序、中斷服務(wù)子程序、溫度測(cè)量子程序、流量測(cè)量子程序、熱量計(jì)量子程序、顯示子程序、按鍵子程序和軟件的低功耗設(shè)計(jì)組成。初始化程序?qū)μ厥鉅顟B(tài)寄存器賦值、啟動(dòng)數(shù)碼顯示和A/D轉(zhuǎn)換等。初始化主程序主要用來(lái)對(duì)單片機(jī)的一些寄存器、工/0口等的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置,對(duì)一些兀芯片的電源進(jìn)行開(kāi)/關(guān)。如初始化堆棧指針,關(guān)中斷,停止看門狗,清除中斷標(biāo)志等;對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn),對(duì)一些重要參數(shù)校準(zhǔn)存儲(chǔ),如溫度電橋電阻,運(yùn)算放大器放大倍數(shù),零點(diǎn)漂移;接著程序進(jìn)入主循環(huán),開(kāi)啟中斷,進(jìn)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(tǒng)通訊部分設(shè)計(jì)
熱量計(jì)系統(tǒng)采用集散型控制系統(tǒng)的形式:智能化物業(yè)管理中心的PC機(jī)作為上位機(jī)一可以按照設(shè)定的抄存項(xiàng)目、起始時(shí)間和時(shí)間間隔,定時(shí)、自動(dòng)抄收存儲(chǔ)在采集器中的凍結(jié)數(shù)據(jù)或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù),可以打印成報(bào)表和計(jì)費(fèi)發(fā)票,也可以生成數(shù)據(jù)文件提交給其它應(yīng)用系統(tǒng),進(jìn)行在線管理、平衡和分析;采集器接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的命令,根據(jù)命令將各臺(tái)戶機(jī)的測(cè)量值及工作狀態(tài)報(bào)送上位機(jī)。采集器是聯(lián)系用戶家中的戶機(jī)和管理中心的PC機(jī)之間的紐帶。
6 小結(jié)與本文作者創(chuàng)新點(diǎn):
本文設(shè)計(jì)的熱量計(jì)是內(nèi)嵌微處理器的智能化測(cè)量?jī)x表,與傳統(tǒng)的機(jī)械式儀表相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、實(shí)時(shí)性好、靈敏度高;功耗低,整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功耗只有50uA左右,靜態(tài)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(jiǎn)便,用戶通過(guò)一個(gè)按鍵就可以查詢所有數(shù)據(jù)和信息,并在LCD上顯示出來(lái),結(jié)果直觀。和傳統(tǒng)儀表相比成本大大降低,而且抗干擾性好、安裝維護(hù)方便、測(cè)量精度高,具有較高的性能/價(jià)格比。