低功耗高精度热量计系统设计
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3.4.2差动放大器
AD620是低价格、高精密度仪器放大器。它只需一个外接电阻,就能方便地进行各种增益(1-1000)的调整。该芯片具有体积小、功耗低、精度高、噪声低和输入偏置电流低的特点,在电池供电的便携式设备、精密的数据采集系统、ECG和医疗仪器、传感器接口、工业过程控制、多路转换应用系统和微控制器应用系统中的前置放大器等领域中获得广泛应用。
3.4.3 A/D转换器
1.选用AD公司生产的逐次逼近式模/数转换芯片AD1674, AD1674是美国AD公司推出的一种完整的12位并行模/数转换单片集成电路。该芯片内部自带采样保持器(SHA)、10伏基准电压源、时钟源以及口丁和微处理器总线直接接口的暂存/三态输出缓冲器。与原有同系列的AD574A!674A相比,AD1674的内部结构更加紧凑,集成度更高,工作性能(尤其是高低温稳定性)也更好,而且可以使设计板面积人人减小,因而口J一降低成本并提高系统的可靠性。
3.4.5 温度测量电路
图4是温度测量电路,采用电桥测温法,MC7812提供稳压电源,CONS铜电阻插口,OD620差压放大器,!AD1674进行A/D转换,为避免放大器输出电压过大烧坏A/D转换芯片,设有过压保护环节。
本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/188291.htm
3.4.6 流量测量的设计
经过综合考虑各种因素,本设计采用变磁阻式的霍尔传感器流量测量仪,叶轮的旋转引起霍尔元件磁阻的周期性变化,霍尔元件输出与流量有关的电脉冲信号,经前置放大器放大并整形送入单片机输入端计数,工作简单可靠。通过测量霍尔集成传感器的输出脉冲的个数即可得到流速的大小,进而可推知流量的大小,测量电路如图5
3.5 显示部分设计
本设计显示部分选用LED显示器,其由发光二极管组成,采用动态显示方法;74LS438实现位选,CD4534段选。
4热量计软件设计
系统软件采用模块化编程方法由初始化主程序、中断服务子程序、温度测量子程序、流量测量子程序、热量计量子程序、显示子程序、按键子程序和软件的低功耗设计组成。初始化程序对特殊状态寄存器赋值、启动数码显示和A/D转换等。初始化主程序主要用来对单片机的一些寄存器、工/0口等的初始状态进行设置,对一些兀芯片的电源进行开/关。如初始化堆栈指针,关中断,停止看门狗,清除中断标志等;对系统进行校准,对一些重要参数校准存储,如温度电桥电阻,运算放大器放大倍数,零点漂移;接着程序进入主循环,开启中断,进入低功耗模式,等待中断唤醒。初始化主程序框图如图6
5系统通讯部分设计
热量计系统采用集散型控制系统的形式:智能化物业管理中心的PC机作为上位机一可以按照设定的抄存项目、起始时间和时间间隔,定时、自动抄收存储在采集器中的冻结数据或实时数据,可以打印成报表和计费发票,也可以生成数据文件提交给其它应用系统,进行在线管理、平衡和分析;采集器接收上位机发来的命令,根据命令将各台户机的测量值及工作状态报送上位机。采集器是联系用户家中的户机和管理中心的PC机之间的纽带。
6 小结与本文作者创新点:
本文设计的热量计是内嵌微处理器的智能化测量仪表,与传统的机械式仪表相比具有结构简单、安全可靠、实时性好、灵敏度高;功耗低,整个系统的动态功耗只有50uA左右,静态功耗仅luA左右,很好的保证了使用电池供电5年以上;操作简便,用户通过一个按键就可以查询所有数据和信息,并在LCD上显示出来,结果直观。和传统仪表相比成本大大降低,而且抗干扰性好、安装维护方便、测量精度高,具有较高的性能/价格比。
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