【摘要】： 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(guó)內(nèi)已經(jīng)有大量的需求。但進(jìn)口熱能表的價(jià)格高昂,不利于在我國(guó)普及,必須研制符合我國(guó)國(guó)情的熱能表。由于熱能表在我國(guó)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(guó)外。 本課題研究的目的是利用TI公司的新型芯片MSP430FW427來(lái)研制低功耗智能熱能表。在本文中闡述了熱量計(jì)算和系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)的理論依據(jù),為進(jìn)一步研究此種智能儀表提供了參考。 本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面: (1)分析了熱量計(jì)算方法,闡明了焓差法和熱系數(shù)法這兩種熱能計(jì)算的方法,解釋了本課題在熱量計(jì)算上應(yīng)采用熱系數(shù)法這一方法的原因。證明了熱能系數(shù)的密度修正方法,為系統(tǒng)軟件中的熱能計(jì)算函數(shù)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 (2)對(duì)核心芯片MSP430FW427的特性以及在本課題中的應(yīng)用方法作出詳細(xì)說(shuō)明,簡(jiǎn)要說(shuō)明了系統(tǒng)中用到的重要外圍模塊,重點(diǎn)闡述在流量計(jì)數(shù)中需要用到的Scan IF模塊。此外,分類介紹了各種常見(jiàn)的溫度傳感器和流量傳感器,并根據(jù)本課題要求選取了傳感器。 (3)設(shè)計(jì)了熱能表的的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)部分,兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)都注意保證低功耗。硬件設(shè)計(jì)主要包括溫度采集電路,流量傳感器和Scan IF模塊的連接,液晶顯示器的連接以及簡(jiǎn)易按鍵等,還為抄表預(yù)留了通訊接口,并設(shè)計(jì)了通訊接口電路圖。對(duì)于軟件設(shè)計(jì)闡明了思路和給出了流程圖,并對(duì)軟件設(shè)計(jì)的平臺(tái)和C430語(yǔ)言的編程方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。 本文對(duì)智能熱能表的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)給出了詳細(xì)的闡述和證明,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了驗(yàn)證,對(duì)以后熱能表的研究有一定參考價(jià)值。
【圖文】：

圖 1-2 熱能表的實(shí)際安裝示意圖[11,12]Fig.1-2 Installation of heat meter其 中 ， Q 為 消 耗 的 熱 量 ， 單 位 kWh ； C 為 水 的 比 熱 容 (C ＝0．001167kWh/L℃）；V為流過(guò)采暖設(shè)備的熱水體積；t供水、t回水為流過(guò)采暖設(shè)備進(jìn)水口和回水口的熱水溫度，單位為℃。由于受到微處理器能力的限制，硬件設(shè)計(jì)上必須附加很多外圍模塊如外部時(shí)鐘，外部?jī)?chǔ)存器，加大了設(shè)計(jì)的難度以及整個(gè)硬件的耗電量，使得儀表頻繁更換電池。當(dāng)時(shí)的主流設(shè)計(jì)如下圖所示：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文了可編制的高效率的源程序。(3) 穩(wěn)定的工作系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先由DCOCLK啟動(dòng)CPU，以保證程序從正確的位置開(kāi)始執(zhí)行，保證晶體振蕩器有足夠的時(shí)間起振及穩(wěn)定時(shí)間。然后軟件可設(shè)置適當(dāng)?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊?lái)確定最后的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。如果晶體振蕩器在作CPU時(shí)鐘MCLK時(shí)發(fā)生故障，DCO自動(dòng)啟動(dòng)，以保證系統(tǒng)正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復(fù)位。片內(nèi)頻率鎖相環(huán)FLL++，可使系統(tǒng)工作在穩(wěn)定的頻率上[19]。(4) 豐富的片內(nèi)外設(shè)外圍模塊的不同組合構(gòu)成了 FW427 的豐富外設(shè)，基本外圍模塊有：看門狗，定時(shí)器，，比較器，96 段液晶驅(qū)動(dòng)器，眾多可獨(dú)立編程的端口等。這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。FW427 的存儲(chǔ)模塊擁有 32KB＋256B 的 Flash 存儲(chǔ)器，1KB 的 RAM，減輕了編程者在程序大小上的壓力。各模塊的邏輯關(guān)系見(jiàn)圖 3-1。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TP368.12

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 梁松濤;基于TFTP協(xié)議的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2008年

2 白楊;基于ARM的熱風(fēng)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華北電力大學(xué)（北京）;2008年

本文編號(hào)：2690085