低功耗高精度熱量計系統(tǒng)設(shè)計

作者：時間：2010-03-31 來源：網(wǎng)絡(luò)

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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(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,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 溫度測量電路
圖4是溫度測量電路,采用電橋測溫法,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大燒壞A/D轉(zhuǎn)換芯片,設(shè)有過壓保護(hù)環(huán)節(jié)。

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

3.4.6 流量測量的設(shè)計
經(jīng)過綜合考慮各種因素,本設(shè)計采用變磁阻式的霍爾傳感器流量測量儀,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,經(jīng)前置放大器放大并整形送入單片機(jī)輸入端計數(shù),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(shù)即可得到流速的大小,進(jìn)而可推知流量的大小,測量電路如圖5

3.5 顯示部分設(shè)計
本設(shè)計顯示部分選用LED顯示器,其由發(fā)光二極管組成,采用動態(tài)顯示方法;74LS438實現(xiàn)位選,CD4534段選。
4 熱量計軟件設(shè)計
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(shè)計組成。初始化程序?qū)μ厥鉅顟B(tài)寄存器賦值、啟動數(shù)碼顯示和A/D轉(zhuǎn)換等。初始化主程序主要用來對單片機(jī)的一些寄存器、工/0口等的初始狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置,對一些兀芯片的電源進(jìn)行開/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;對系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn),對一些重要參數(shù)校準(zhǔn)存儲,如溫度電橋電阻,運算放大器放大倍數(shù),零點漂移;接著程序進(jìn)入主循環(huán),開啟中斷,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
熱量計系統(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(jié)數(shù)據(jù)或?qū)崟r數(shù)據(jù),可以打印成報表和計費發(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)來的命令,根據(jù)命令將各臺戶機(jī)的測量值及工作狀態(tài)報送上位機(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:
本文設(shè)計的熱量計是內(nèi)嵌微處理器的智能化測量儀表,與傳統(tǒng)的機(jī)械式儀表相比具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、實時性好、靈敏度高;功耗低,整個系統(tǒng)的動態(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;操作簡便,用戶通過一個按鍵就可以查詢所有數(shù)據(jù)和信息,并在LCD上顯示出來,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、測量精度高,具有較高的性能/價格比。