低功耗高精度熱量計系統設計
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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備、精密的數據采集系統、ECG和醫療儀器、傳感器接口、工業(yè)過(guò)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(lǐng)域中獲得廣泛應用。
3.4.3 A/D轉換器
1.選用AD公司生產(chǎn)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(shí)鐘源以及口丁和微處理器總線(xiàn)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(jìn)行A/D轉換,為避免放大器輸出電壓過(guò)大燒壞A/D轉換芯片,設有過(guò)壓保護環(huán)節。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/188291.htm
3.4.6 流量測量的設計
經(jīng)過(guò)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?jì)x,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(guān)的電脈沖信號,經(jīng)前置放大器放大并整形送入單片機輸入端計數,工作簡(jiǎn)單可靠。通過(guò)測量霍爾集成傳感器的輸出脈沖的個(gè)數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 顯示部分設計
本設計顯示部分選用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(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計組成。初始化程序對特殊狀態(tài)寄存器賦值、啟動(dòng)數碼顯示和A/D轉換等。初始化主程序主要用來(lái)對單片機的一些寄存器、工/0口等的初始狀態(tài)進(jìn)行設置,對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(mén)狗,清除中斷標志等;對系統進(jìn)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(diǎn)漂移;接著(zhù)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(yè)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(shí)間和時(shí)間間隔,定時(shí)、自動(dòng)抄收存儲在采集器中的凍結數據或實(shí)時(shí)數據,可以打印成報表和計費發(fā)票,也可以生成數據文件提交給其它應用系統,進(jìn)行在線(xiàn)管理、平衡和分析;采集器接收上位機發(fā)來(lái)的命令,根據命令將各臺戶(hù)機的測量值及工作狀態(tài)報送上位機。采集器是聯(lián)系用戶(hù)家中的戶(hù)機和管理中心的PC機之間的紐帶。
6 小結與本文作者創(chuàng )新點(diǎn):
本文設計的熱量計是內嵌微處理器的智能化測量?jì)x表,與傳統的機械式儀表相比具有結構簡(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(hù)通過(guò)一個(gè)按鍵就可以查詢(xún)所有數據和信息,并在LCD上顯示出來(lái),結果直觀(guān)。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(jià)格比。
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