隨著熱能計(jì)費(fèi)需求的發(fā)展。西方的熱能表計(jì)費(fèi)方式在國內(nèi)已有大量的需求,但進(jìn)口的熱能表價(jià)格過于昂貴,而且熱能表在我國屬于新興產(chǎn)業(yè),尚處于起步階段,發(fā)展水平明顯落后于國外,一定程度上制約了熱能表在我國的普及,所以研發(fā)一款性價(jià)比符合我國國情的熱能表是非常必要的。本課題在廣泛查閱國內(nèi)、外相關(guān)技術(shù)資料、科技文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過深入的調(diào)研,采用合理的元件、電子技術(shù)研制出基于STC12LE5410AD單片機(jī)的熱能表系統(tǒng),將單片機(jī)計(jì)算技術(shù)和數(shù)字化測(cè)溫技術(shù)有機(jī)結(jié)合,是一款實(shí)用的熱量計(jì)量儀表,能為用戶與供熱公司之間提供準(zhǔn)確的收費(fèi)依據(jù)。 本文詳細(xì)闡述了基于STCLE5410AD單片機(jī)的熱能表的研制,包括熱能表的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);主要硬件的選型;主要硬件設(shè)計(jì)及電路的實(shí)現(xiàn)(包括單片機(jī)主電路、測(cè)溫電路、流量計(jì)電路、無線傳輸模塊、顯示電路、按鍵電路、電源電路等);軟件設(shè)計(jì)主思路;軟件主要模塊程序流程(包括主程序、按鍵程序、流量采集計(jì)算程序、溫度采集計(jì)算程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、無線模塊程序、顯示程序等)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn);最后按照我國《熱量表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ128-2000》中的相關(guān)規(guī)定對(duì)設(shè)計(jì)的熱量表進(jìn)行了初步試驗(yàn)檢定并詳細(xì)分析了熱能表模塊的精度范圍。 本文研究的基于STC12LE5410AD單片機(jī)的熱能表實(shí)現(xiàn)了對(duì)供熱系統(tǒng)中的流量、溫度、熱量的測(cè)量,并通過LCD顯示載熱液體入口溫度、出口溫度、熱量、流量、累計(jì)流量、單位等信息。熱能表攜帶有EEPROM存儲(chǔ)器能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),保證了掉電數(shù)據(jù)的不丟失,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與上位機(jī)進(jìn)行通信的功能。電源采用內(nèi)裝3.6V鋰電池,使用壽命超過八年,總體誤差限不超過5%。滿足我國《熱量表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ128-2000》的標(biāo)準(zhǔn)要求。
【學(xué)位授予單位】:河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號(hào)】:TP368.12;TU995
文章目錄
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 熱能表定義
1.3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
1.4 研究內(nèi)容及方法
1.5 熱能表研究方案的選擇
第2章 熱量表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 熱量表系統(tǒng)的原理與組成
2.1.1 熱量表的組成及相關(guān)性能指標(biāo)
2.1.2 熱能表系統(tǒng)的基本工作原理
2.1.3 熱能表模塊的結(jié)構(gòu)框架
2.2 熱量計(jì)算原理
2.2.1 熱量的計(jì)算公式
2.2.2 熱量計(jì)算公式的對(duì)比分析選擇
2.3 流量測(cè)量及流量傳感器
2.3.1 流量測(cè)量方法
2.3.2 流量傳感器基表的選型分析
2.3.3 LCT-9723B 型號(hào)流量傳感器簡介
2.4 溫度測(cè)量及溫度流量傳感器
2.4.1 溫度測(cè)量方法
2.4.2 溫度傳感器的選型
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于 STC12LE5410AD 單片機(jī)的熱量表硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 STC12LE5410AD 單片機(jī)的選擇和簡介
3.2 主芯片電路模塊的連接設(shè)計(jì)
3.3 流量采集部分及電路設(shè)計(jì)
3.4 溫度采集部分及電路設(shè)計(jì)
3.4.1 橋式電路的分析
3.4.2 差分比例運(yùn)算電路的分析
3.4.3 PT1000 橋式測(cè)溫電路基本原理
3.4.4 進(jìn)水溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
3.4.5 回水溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
3.4.6 設(shè)計(jì)及調(diào)試注意點(diǎn)
3.5 無線模塊電路的設(shè)計(jì)
3.5.1 無線模塊的概念
3.5.2 無線模塊的特點(diǎn)
3.5.3 無線模塊的選擇
3.5.4 EWRF3022UT 無線模塊簡介
3.5.5 無線模塊接口電路
3.5.6 EWRF3022UT 參數(shù)設(shè)置
3.6 液晶顯示模塊電路的設(shè)計(jì)
3.6.1 液晶顯示器的選擇
3.6.2 DGM0848 液晶顯示模塊
3.6.3 HT1620 液晶驅(qū)動(dòng)
3.6.4 液晶顯示模塊連接電路
3.7 電源模塊
3.8 簡易按鍵模塊設(shè)計(jì)
3.9 本章小結(jié)
第4章 熱量表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)思路及程序流程圖
4.1.1 設(shè)計(jì)思路
4.1.2 主程序流程圖及說明
4.1.3 按鍵工作方式設(shè)計(jì)
4.1.4 定時(shí)器 T0 中斷與串口中斷流程圖及說明
4.1.5 外部中斷 0 與外部中斷 1 流程圖及說明
4.1.6 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換
4.2 溫度處理程序設(shè)計(jì)
4.3 液晶顯示程序設(shè)計(jì)
4.4 EEPROM 程序設(shè)計(jì)
4.4.1 EEPROM 具體工作過程
4.4.2 各寄存器功能
4.4.3 使用中注意的問題
4.4.4 流程圖及其測(cè)試程序
4.5 串口通信協(xié)議及程序設(shè)計(jì)
4.5.1 串行口相關(guān)寄存器
4.5.2 串行通信中波特率的設(shè)置
4.5.3 雙機(jī)通信
4.5.4 串口驅(qū)動(dòng)
4.5.5 串口助手
4.6 A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)
4.6.1 A/D 轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)
4.6.2 與 A/D 轉(zhuǎn)換相關(guān)的寄存器
4.6.3 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的參考電壓源
4.6.4 A/D 轉(zhuǎn)換程序流程圖
4.7 本章小結(jié)
第5章 熱能表模塊的精度范圍分析
5.1 熱能表準(zhǔn)確度
5.1.1 準(zhǔn)確度定義
5.1.2 誤差限的計(jì)算
5.2 誤差限影響因素的影響
結(jié)論
結(jié)論
展望
附錄
附錄 A 熱能表硬件電路圖
附錄 B 元器件清單
附錄 C 源程序清單
附錄 D 系統(tǒng) PCB 圖
附錄 E 水的密度和焓值表
附錄 F STC12C5410AD 系列單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換相關(guān)寄存器
附錄 G PT1000 分度表
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷
【參考文獻(xiàn)】
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