基于单片机的智能热量表的设计【毕业作品】

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基于单片机的家用热量计设计

基于单片机的家用热量计设计摘要本文针对家用热量计进行设计，采用单片机控制系统、传感器测量温度、流量等参数，通过计算得出热量消耗数据，以便用户准确了解家庭能源使用情况。

其中，本文阐述了热量计工作原理、系统设计、硬件电路及软件设计，详细介绍了各种传感器的选型、信号采集及处理方法，并对系统进行了试验验证，结果表明本系统具有良好的稳定性和准确度，可达到较为理想的计量效果。

关键词：家用热量计；单片机；传感器；能耗计量ABSTRACTThis article designs a household heat meter, which usesa single-chip microcomputer control system and sensors to measure temperature, flow rate and other parameters. Through calculation, the data of heat consumption can be obtained accurately for users to understand the usage of household energy. This paper expounds the working principle of heat meter, system design, hardware circuit and software design, introduces various types of sensors' selection, signal acquisition and processing methods in detail. The system has been tested and verified, and the result shows that thesystem has good stability and accuracy and can achieve ideal measurement effect.Key words: household heat meter; single-chip microcomputer; sensor; energy consumption measurement 导言在当今社会，新能源的发展已成为一个不可逆转的趋势。

一种基于MSP430F413的智能IC卡热量表系统

一种基于MSP430F413的智能IC 卡热量表系统桂林电子工业学院(541004)　刘永洪　蒋　华桂林同步电子科技公司(541004)　张　帆摘　要　文章介绍了一种以MSP430F413单片机为核心的智能IC 卡热量表系统的设计。

该热量表系统通过实时测量热水的瞬时流量及温度,计算出用户在一段时间内的实际耗用热量,在购买的热量用完后控制关阀停止供应热水。

整个系统用电池供电,计量准确度达到国家三级表的标准。

关键词　MSP430F413单片机　热量表　IC卡图1　系统组成1　概述目前,区域性的集中热水供暖已在许多地区日益普及,但是对暖气用户的热能用量,大部分地区仍按照供暖的建筑面积计费,而不是按实际耗用热量计费。

智能IC 卡热量表系统是一种预付费热量计量系统,它集流量传感器、温度传感器、单片机和IC 卡于一体,测量热水流经换热器释放的热量。

系统采集流量传感器产生的流量脉冲,累计一定流量后根据实时测量的热水温度计算出用户在一段时间内的实际耗用热量,实现用户实际耗用热量的自动计量计费。

在用户IC 卡中购买的热量用完后控制电动阀门关阀停止供应热水。

液晶显示屏显示当前的累积耗用热量,按面板上的按键,可以查看累积热量、累积流量、进水温度、回水温度、瞬时流量、累积工作时间、购量、余量等参数,并进行相应设置以及温度校准。

2　系统组成美国德州仪器的MSP430系列十六位单片机适合应用在各种要求极低功率消耗的场合,具有许多独到的功能。

系统CPU 选用MSP430系列的MSP430F413单片机,它集成96段LCD 驱动器,直接驱动液晶;8K 闪存,256B RAM ;串行在线编程;五种省电模式;看门狗定时器确保不死机;P1和P2口的所有8个位全部可以做外中断处理,而且中断边沿可选。

MSP430F413本身不带A/D 转换器,但综合使用它提供的Timer -A 和Comparator -A 的功能,可以实现对阻性传感器的精密测量。

基于单片机的智能热量计的设计毕业设计开题报告

本科生毕业设计(论文)开题报告
学生姓名指导教师题目名称题目类型题目的意义、目的：目前居民住宅的采暖采用按使用面积收费的方式进行收费，存在着许多不合理的因素，比如不能满足各类人员对供暖质量的要求，一户不缴费全楼受冻、集体供暖造成的能暖的浪费等等问题，为解决这些问题，本文设计一种热量供应系统，该系统是以用户实际耗用热量为计量收费依据。设计（研究）主要内容及方案：设计内容：总体方案的设计；硬件设计：传感器的选择、温度信号的采集、信号的放大的设计、 A/D 转换、数据的显示、晶振电路、复位电路、电磁阀驱动电路。软件设计：主程序、温度采集子程序、流量脉冲测量子程序、延时子程序、16 位二进制转换 BCD 码子程序、LED 显示子程序、键盘扫描子程序等。设计方案：第一步：通过图书馆和网络查询到所需要的资料主要是各个硬件器件的详细资料，包括 ADC0809 的资料，温度传感器及其放大电路、流量传感器单片机、LED 显示、电磁阀等硬件设备的详细资料及其介绍和各个品种的优缺点。第二步：完成系统的总体设计，画出系统的总体框架结构（如系统总体结构框架图）。通过对于获得的资料的分类和比较，选择出适合我们设计要求的器件、电路和芯片。第三步：寻找算法依据，系统算法设计、计量方式、计算方法及计算数学模型的建立；通过所选择的算法确定出选择的器件和芯片是否合适，合适就使用，不合适就返回设计的第二步骤，知道找寻到合适的算法为止。第四步：电路及其器件的连接。在这一阶段我们需要对选择的各个器件和芯片的管脚进行分析，在安全、可行、稳定的基础上，将器件和芯片的各个管脚连接。第五步：画出电路图，根据草图的连接电路画出电路图，并且要求电路图简洁、明了、错综连接的线路较少。第六步：根据连接的电路图进行分析，主要是分析连接过程中各个管脚和接口的学号职称/学位基于单片机的智能热量计的设计产品类班级

基于SimpliciTI的无线智能热量表硬件设计

第１期
阮越广：基于ＳｍｌｉＩｉｐｉＴ的无线智能热量表硬件设计ｅ
３５
器及单片机特有的Ｓａｆ块实现对流量信号的无磁检测。ｃｎＩ模
温度测量模块是通过设置在进、回水管路上的ＰＩ０ＴＯ０温度传
感器并利用单片机内部的比较器和定时器实现对温差信号的
电流提供精确的偏置电流。ＤＯＰＣＵＬ引脚连接的电容是为片
内电压调节器提供的去耦电容。Ｃ２２Ｃ５０使用外接的３ｚ晶振。另外，２ＭＨ设计时应考虑在ＡＤｎ各引脚与地之间增加一些０１ＩＶＤ．ｘＦ和１ＩｘＦ左右的去耦和滤波电容。
摘要：为解决物联网智能家居系统中热计量节点设备的实现，出一种无线智能无磁热量表的硬件设计方案。方案提
基于源代码开放的低功耗无线网络协议ＳｍｌｉＩ主控制器采用自带Ｓａ．模块的低功耗微处理器ＭＰ３Ｆ２，ＦｉｐｉＴ，ｃｃｎＩｆＳ４０Ｗ４７Ｒ
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基于单片机的热量计毕业设计PPT

该热量计主要由流量传感器、配对温度传感器、单片机和LCD组成。根据一定时间内所通过的水的流量和供、回水的温度差，以及由它们的差值决定热交换算系数，得到用户所消耗的热量值。
2 热量计具体模块设计
2.1 热量计外围电路芯片的选择
本系统主电路采用的单片机芯片是AT89C51; 数据存储器采用AT24C64；复位电路采用手动复位；单片机时钟产生方式采用内部时钟方式；
实际使用的流量测量仪构造图
பைடு நூலகம்流量测量电路
3.5 显示局部设计
本设计显示局部选用LED显示器，其由发光二极管组成，采用动态显示方法；74LS138 实现位选，CD4534段选。
在该显示电路的设计中因其段选线共用，假设要各位LED能显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描方式。
显示局部电路图
基于单片机的热量计设计 ——硬件局部
1 研究方案
本设计主要实现热量计在水管进出口有温差，叶轮有转动的条件下按照设定的要求将热量通过LED数码管显示出来，并能显示各种供热管路的给水温度、回水温度、给回水温差、瞬时流量、累积流量和流量。通过键盘设定仪表系数及相关校准参数:通过采集器连接上位机，便于获得用户用热情况。主要是为了〔1〕降低能源的损耗；〔2〕按用户所用热量收费而不是传统的按面积收费；〔3〕推动供热市场的开展。从而使热量计更加智能化，精度得到提高并且功耗有所降低。
该配置拟采用的设计管道为双管式，水平并联，入口设热量计和锁闭阀，散热器设温度控制阀。通过管路，热水流至用户端，经热传导体(其中包括散热器、热量传导体、地热)的外表散热冷却后通过管道返回供暖处。
热量计的主要任务是通过计量流过热量计的热水的体积、进水温度、回水温度，来计量该户耗热量。该方案将室内散热器并联，通过温控阀调节散热器的流量，各散热器之间没有影响。节能效果更加明显，但是是材料需要增多。

嵌入式设计低功耗超声波热量表的设计精品

毕业设计（论文）低功耗超声波热量表的设计院别控制工程学院专业名称测控技术与仪器班级学号学生姓名指导教师超声波低功耗热量表摘要超声波热量表可实现非接触精确计量，非接触测流，仪表造价基本上与被测管道口径大小无关并且测量结果不受水质影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题，在诸如水量、热量等计量中有着广泛的应用。

本文设计一种用于城镇小区户用超声波热量表，主控芯片采用MSP430系列微功耗单片机，流量侦测采用超声波专用流量收发侦测芯片TDC-GP2芯片，外接超声波发射与接收探头，实现顺流与逆流超声波的收发；依据时差法通过测量时差，得出热载体流速；再扩展相应的接口电路，经由单片机，通过编程对流速度处理实现流量的采集与处理。

进水与回水管道加装铂电阻温度传感器，通过测量进水与回水温度差及流量，根据K系数法或焓值差法计算出热量。

最后，利用M-Bus总线实现热量等数据的收发，然后通过lcd将热量显示在屏幕上。

关键字：超声波，低功耗，MSP430,TDC-GP2.Ultrasonic low power consumption heat meterAbstractNon-contact ultrasonic heat meter can achieve accurate measurement, non-contact flow measurement, instrumentation cost essentially nothing to do with the measured pipe diameter size and measurement results from water quality impacts, can be made of non-contact measuring instruments and portable, it can solve other types meters are difficult to measure corrosive, non-conductive, radioactive and explosive media flow measurement problems, such as water, heat, etc. has been widely used in the measurement.This design method for urban residential household ultrasonic heat meter, master chip power microcontroller MSP430 series, dedicated traffic flow detection using ultrasonic transceiver chip TDC-GP2 chip detection, external ultrasonic transmitter and receiver probe, along countercurrent flow with ultrasonic transceiver; basis by measuring the time difference difference method, draw heat carrier flow; further extend the corresponding interface circuit via microcontroller, programmable convection speed processing to achieve traffic acquisition and processing. Inlet and return pipe installation platinum resistance temperature sensor by measuring the water and return water temperature difference and the flow, according to the K-factor method or the enthalpy difference method to calculate the heat. Finally, the use of M-Bus data bus transceiver to achieve heat, etc., and then the heat through the lcd display on the screen.Keyword：ultrasonic wave，low power,MSP430,TDC-GP2.目录摘要 (I)目录 (III)1绪论 (1)1.1课题研究的意义背景，国内外研究现状及研究方法 (1)1.1.1 研究的背景与意义 (1)1.1.2 国内外发展现状 (2)1.1.3 课题的研究内容 (5)2 流量温度热量测量 (6)2.1功能要求 (6)2.2系统构成 (6)2.3设计要求 (7)2.4流量测量 (7)2.4.1时差法超声波流量测量的基本原理 (7)2.4.2时差法超声波流量测量的特点 (10)2.4.3影响时差法测量精度的主要因素 (11)2.5超声波传播时间测量的实现 (11)2.5.1 TDC-GP2简介 (11)2.5.2 TDC-GP2时间测量的工作原理 (13)2.5.3 TDC-GP2的低功耗 (14)2.6温度测量 (14)2.6.1热电阻测温原理及实现 (15)2.6.2应用TDC-GP2测温 (18)2.6.3应用TDC-GP2测温的影响因素 (19)2.7热量测量 (19)3硬件电路设计 (22)3.1硬件设计综述 (22)3.2系统硬件结构设计及工作流程 (22)3.3单片机选型 (23)3.3.1单片机选型的要求 (24)3.3.2单片机的介绍 (25)3.4超声波流量测量模块 (25)3.5温度采集模块 (27)3.6LCD显示模块 (29)3.7键盘输入模块 (29)3.8时钟电路 (30)3.9微处理器与TDC-GP2的接口 (31)3.10M-BUS通信总线 (31)4软件电路设计 (33)4.1MSP430的编程语言和编译环境 (33)4.2软件的总体构成 (33)4.3系统主流程图 (34)4.4初始化模块 (35)4.5计算子程序 (38)4.6中断程序 (39)4.7时差测量模块 (39)4.7.1流量测量 (40)4.7.2 温度测量 (41)4.8键盘及显示模块 (42)结论与展望 (45)参考文献 (47)附录A 微控制电路原理图 (48)附录B 流量和温度采集电路原理图 (49)1绪论1.1 课题研究的意义背景，国内外研究现状及研究方法1.1.1 研究的背景与意义热量表是测量、计算、并显示热交换系统所释放或吸收的热量量值的仪表。

基于单片机的热量计的设计

基于单片机的热量计的设计热量计（Heat meter）是一种用于测量热能传递的设备。

它通常用于测量热水、蒸汽或其他热媒体的热能，并可用于工业流程、暖气系统、空调系统、热水供应系统等。

首先，硬件设计。

该热量计需要一个传感器来测量热量，一个单片机来处理数据，并且一些外设来显示和存储数据。

温度传感器（如热电偶或温度感应电阻）可以测量流体的温度，它们的输出电压或电阻值与温度成正比。

然后，我们可以使用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，以便单片机能够读取。

除了温度传感器，我们还需要一个流量传感器（如涡轮流量计或超声波流量计），用于测量流体通过的体积或质量。

单片机需要使用计数器来记录流体通过流量传感器的次数，并根据流体的密度和温度计算出热量。

最后，我们需要一个显示器（如数码管或液晶显示屏）来显示热量数据，并可以将数据存储在存储器中。

其次，软件设计。

单片机的软件设计是非常关键的。

我们需要编写程序来实现热量计的各种功能，如温度的测量、流量的测量、热量计算、数据显示和存储等。

在温度测量方面，我们需要编写代码来读取传感器输出的模拟信号，并将其转换为温度值。

在流量测量方面，我们需要编写代码来读取流量传感器的输出，并根据其计数器的数量计算出流体通过的体积或质量。

热量计算方面，我们需要使用流体的密度和温度计算出传递的热量。

最后，我们需要编写代码来在显示器上显示数据，并通过存储器来存储数据。

最后，算法设计。

热量计算是该设计的核心算法。

根据流体的密度和温度，我们可以使用热传导定律来计算热量。

热传导定律简单来说就是热量的传递与温度的差异成正比。

Q=m*c*(T2-T1)其中，Q表示热量传递，m表示流体通过的质量，c表示流体的比热容，T2和T1分别表示流体的出口温度和进口温度。

使用这个公式，我们可以在单片机中实现对热量的准确测量和计算。

综上所述，基于单片机的热量计的设计需要考虑到硬件设计、软件设计和算法设计。

硬件设计方面，我们需要选择适合的传感器和外设，并进行适当的连接。

基于单片机的热度计量表设计

基于单片机的热度计量表设计1. 热度计量表的概述热度计量表是一种常见的用于测量物体表面温度的仪器。

它可以通过感应物体表面的红外辐射进行测量，并将温度值显示在屏幕上。

现如今，热度计量表已经被广泛应用于工业、医疗等领域中。

本文将介绍基于单片机的热度计量表的设计。

2. 设计原理热度计量表的核心部件是红外线传感器。

红外线传感器可以感应物体表面的红外辐射，并将其转化为电信号。

但是，由于红外辐射的强度非常微弱，因此需要一个高灵敏度的传感器才能进行准确的测量。

常用的红外线传感器有热电偶、热敏电阻等。

本设计采用了热电偶作为红外线传感器，它可以将物体表面的红外辐射转化为微小的电压信号。

接着，通过运算放大器对电压信号进行放大，最终将其转化为温度值。

3. 系统设计本系统采用单片机作为控制核心，通过采集红外线传感器的信号进行处理，并将温度值显示在LCD屏幕上。

具体实现过程如下：## 3.1 硬件设计本设计采用了STC89C52RC单片机作为控制核心，它具有高性能、低功耗等优点。

红外线传感器采用了TMP006型号，它具有高灵敏度、低功耗等特点。

## 3.2 软件设计本系统的软件设计主要包括三个部分：温度采集、温度处理和LCD显示。

具体实现过程如下：### 3.2.1 温度采集通过单片机的ADC模块对红外线传感器输出的电压信号进行采集，并将采集到的数值转化为温度值。

### 3.2.2 温度处理通过运算放大器对采集到的电压信号进行放大，最终将其转化为温度值。

### 3.2.3 LCD显示将处理后的温度值通过串口传输到LCD屏幕上进行显示。

4. 系统测试经过实际测试，本系统的测量精度在±1℃以内，可以满足实际应用需求。

同时，系统具有体积小、功耗低、响应速度快等优点，可以广泛应用于各种场合。

5. 总结本文介绍了基于单片机的热度计量表的设计原理、系统设计和测试结果。

该系统具有高精度、低功耗、快速响应等优点，可以在工业、医疗等领域中广泛应用。

基于单片机的IC卡智能热量表设计

基于单片机的IC卡智能热量表设计摘要很长一段时间以来，供暖用户的用热管理依靠人工抄表，然后由收费人员到各家去收费或用户到指定地点自行缴纳。

这种传统收取供暖费的方式需要的工作人员多、费时、费力、效率低，常常出现用户欠缴、迟缴等问题。

在经济发达国家，用户热量表的应用已经相当广范。

热量表作为供热公司与用暖用户之间收费的计量依据，不仅已被用户广泛接受，而且能明显地起到节能的作用。

为了解决这些问题，本文在研究国内外智能热量计发展现状的基础上，设计了一个基于单片机实现的IC卡智能热量控制系统。

在这篇论文中，较详细的阐述了IC卡智能热量计控制系统的设计内容。

本系统是以AT89S52单片机为核心部件，通过传感器检测用热量，实现购热与用热量管理。

本文完成了系统的硬件电路设计和软件设计。

硬件电路采用模块化设计，包括用热量检测电路、IC卡接口电路、电磁阀驱动电路、报警电路、LCD显示电路等，详细分析了各模块的工作原理；系统软件采用C语言编制，并且给出了具体的程序流程图。

本系统具有自动供停水、插卡智能识别、掉电保护、LCD显示、电磁阀门智能开关控制、防干扰、防拆卸等功能。

相信未来会研制出集预付费、阶梯热量计费、故障检测、告警功能等功能于一体的热量表，并具有读数清晰、计量准确、管理控制方便等特点。

关键词：A T89S52；IC卡；智能热量计Design of IC Card Heat MeterAbstractA before a long period of time, thermal management that users consume dependences on artificial reading, which needs workers collect money from each families or users pay it to go to special locations on their own. This traditional way of collecting heating costs requires more workers, time, labor, and it also inefficient. There are usually some problems that user do not pay money or don’t pay it on time.In advanced economies countries, heat flow meter is widely used. Heat meter is the measurement fees between heating companies and users with warm, not only has been widely accepted and can obviously have energy-saving effect.In order to solve these problems, the paper designs an IC card intelligent thermal control system based on a single chip, after learning the development of domestic and foreign intelligent calorimeter. In this paper, there is a detailed description of design for the control system of IC card intelligent calorimeter. The system uses AT89S52 as the core component, and achieves thermal purchase and management through detecting consuming heat by sensors. The paper has completed the hardware circuit design and software design. Hardware is designed as module, including the heat detecting circuit, IC card interface circuit, the electromagnetic valve drive circuit, alarming circuit, LCD display circuit, and so on. In this paper, there is a detailed analysis of the working principle of each module. The system software is compiled by C language. Specificprogram flow chart is also given in the paper.The system has a greatly many functions, such as supplying or pausing water automatically, intelligent identifying cards, power-down protection, LCD display, intelligent switching electromagnetic valve, anti-interference, anti-demolition, and so on..In the future will develop set prepaid, ladder heat metering, fault detection and alarm functions, etc. In the hot scale, and has clear reading, accurate measurement and control is convenient for a characteristic.Keys word:AT89S52; IC card; intelligent calorimeter目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 IC卡智能热量表设计的背景及意义 (1)1.2 IC卡智能热量计的研究现状 (1)1.3 IC卡智能热量计系统设计的发展趋势 (3)第2章IC卡智能热量表的设计思想与方案论 (4)2.1 热量表的工作原理 (4)2.1.1 热量表计算原理 (4)2.1.2 IC卡热量表工作原理 (4)2.2 IC卡热量计总体结构 (5)2.2.1 流量传感器 (5)2.2.2 温度传感器 (7)2.2.3 电动阀 (7)2.2.4 IC卡 (7)2.2.5 供电方式选择 (7)2.3 IC卡智能热量表系统的功能 (8)第3章IC卡热量计硬件电路设计 (9)3.1 AT89S52单片机外围工作电路设计 (9)3.1.1 AT89S52单片机引脚说明 (9)3.1.2 AT89S52单片机复位电路 (11)3.1.3 AT89S52单片机时钟电路 (12)3.2 温度测量电路 (13)3.2.1 温度测量电路原理 (13)3.2.2 温度传感器的线性校正 (15)3.2.3 温度传感器的A/D转换模块 (15)3.3 流量传感器 (16)3.3.1 流量传感器技术参数 (17)3.3.2 流量传感器工作原理 (17)3.4 LCD液晶显示 (18)3.4.1 LCD显示器连接 (18)3.5 电动阀及驱动 (20)3.6 IC卡及接口电路 (21)3.6.1 SLE4442卡 (21)3.6.2 SLE4442卡接口电路 (23)3.7 中断保护电路及按键电路 (25)第4章IC卡热量计软件设计 (27)4.1 AT89S52单片机的编程特点 (27)4.2 IC卡热量计软件设计 (28)4.2.1 主程序模块 (28)4.2.2 热量值的读取 (30)4.2.3 1602LCD液晶显示程序 (30)4.2.4 IC卡的存储操作 (34)4.2.5 中断保护程序 (35)第5章总结 (38)参考文献 (39)谢辞 (40)附录IC卡热量表源程序 (41)第1章绪论1.1 IC卡智能热量表设计的背景及意义在经济发达国家，用户热量表的应用已经相当广发。

基于单片机的智能热量表研制

基于单片机的智能热量表研制
许胜军;熊东升;杜宝玉
【期刊名称】《煤矿现代化》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】本文在阐述热量测量原理的基础上,采用高性能单片机MSP430F135设计了一种微功耗并具有网络通信功能的热量表.实际应用表明,该热量表功耗低,工作可靠,测量精度高.
【总页数】2页(P38-39)
【作者】许胜军;熊东升;杜宝玉
【作者单位】河南理工大学;开源环保设备有限公司;河南理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于MSP430系列单片机的智能IC卡热量表电控系统设计 [J], 昝元峰;王树众
2.基于低功耗技术的智能热量表的研制 [J], 夏瑜;杨晔;杨雷
3.基于MSP413单片机的热量表检测系统的研制与开发 [J], 宁凡;郭志宏;郑骅
4.基于单片机的智能热量表设计 [J], 闵玉萍
5.基于LabVIEW+单片机的具有灵活状态切换功能的智能仿真三相电能表的研制[J], 金鑫
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基于单片机和串行总线技术的热量表设计

基于单片机和串行总线技术的热量表设计
我国居民取暖计量收费已是大势所趋，但也是一个热点、难点问题。

计量准确与否直接关系到热量的合理收费和用户的切身利益，也关系到供热事业的生存和发展。

热量表是用于测量热交换系统中载热流体释放热量多少的计量器具，用法定计量单位显示热量。

热量表
热量计量框图如图1。

图1 热量计量框图
将经过严格配对的温度传感器，分别安装于热交换回路的入口和出口的管道上；流量传感器安装于出口或入口管道上。

配对温度传感器检测热交换系统进口和出口流体的温度，流量传感器检测流经热交换系统的流量。

微控制器将采集到的温度、流量数据进行处理，计算出热交换系统所释放的热量，并进行存储或显示。

热量表主要由温度检测、流量检测和微控制器组成。

热量的计算公式为：式中Q 载热液体释放的热量(KJ)，qm 流经热量表载热液体的质量流量(Kg/s)，hi,h0 热交换系统入口温度和出口温度对应的载热液体的焓值(KJ/Kg)，t 时间(s)。

从上式可以看出，要计算热量，必须首先检测进出口温度，然后根据温度查表计算对应的热焓值。

热焓值在不同温度下其值不同，既是温差相同，但进出口温度不同，所释放的热量也不相同。

热量表电路设计
温度检测电路
温度传感器选铂电阻PT1000，铂电阻温度传感器化学性质稳定，准确度。

基于PIC16C73单片机的智能热量计量表设计

基于PIC16C73单片机的智能热量计量表设计陈畅然【摘要】介绍了一种以PIC16C73单片机为核心的智能热量计量表，对智能热量计量表的硬件和软件做了较详尽的阐述。

它充分利用 PIC 单片机精简指令集的简洁高效和其内置看门狗电路功能，以及一总线式数字温度传感器DS18B20的独特的优势，使热量计量表达到了高性能、高可靠性和低造价的要求。

%This paper presents an intelligent heat meter using PIC16C73. It takes full advantage of the high efficiency of microchip's RISC in PIC microchip with the function of embedded WDT timer, and the unique superiority of one-wire bus digital thermometer DS18B20 to realize high performance, high reliability and low cost. The hardware and software of the heat meter were described in details.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P170-172)【关键词】热量计量表;单片机;PIC16C73;DS18B20【作者】陈畅然【作者单位】河北工业大学控制科学与工程学院，天津 300130【正文语种】中文【中图分类】TN493随着人民生活居住条件的不断改善，环保意识的增强，现今城镇居民及企事业单位采暖大都采用集中供热方式，供热热源生产规模逐年扩大。

供热热源为各片用户供热的主供热管道的进水口、回水口往往相距几百米，热源生产厂家热切需要在此工况下能安全、可靠、准确、长期稳定工作的热量计量表[1]。

毕业设计(论文)基于单片机的数字电能表设计

毕业设计（论文）题目名称：基于单片机的数字电能表设计就读学校：河南工学院专业：工业自动化学生姓名：指导教师：中原工学院继续教育学院2016年4月基于单片机的数字电能表设计The design of digital watt-hour meter based on single chip microcomputer就读学校：河南工学院专业：工业自动化学生姓名：指导教师：2016年4月摘要19世纪三四十年代，中国人民的照明途径还是主要由煤油灯为主，而在经济飞速发展的，科技产品日新月异的今天，电的应用已经深入中国人民的日常生活。

电灯、冰箱、空调等等，统统都与电有着密切的关系。

电在当今社会不可或缺，同样也涌现出了对电量的计量，从而出现了电能表这一计量仪表。

电能表的发展历程主要是由最初的单一费率电能表到如今的复费率电能表。

这与我国的多费率用电政策有关，旨在消峰镇谷，平衡用电。

同样，在现在科技飞速发展，各种电器，仪表都逐渐趋近于自动化、人性化和智能化。

而这些电气设备大都含单片机或者是CPU控制器。

在本次设计中将智能化技术融入电能表中，电能表作为重要的计量仪表，准确性、稳定性都是很重要的。

而数字电能表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。

本设计以AT89C51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、八段数码管为主体，构造了一款简易的数字电能表，能够实现同时测量8路0.00～5.00V的直流电压，最小分辨率为0.02V。

关键词：AT89C51；ADC0809；数字电能表；八段数码管ABSTRACTThirties and 19th century, the Chinese people's way of illumination is mainly composed of kerosene lamp is given priority to, and with the rapid economic development, science and technology products with each passing day today, the applications of electricity have the Chinese People's Daily life. Lights, refrigerator, air conditioner and so on, all has close relationship with electricity. Electricity is essential in today's society, and also emerged for the measurement of the power, thus appeared the watt-hour meter measuring instrument. The developing course of watt-hour meter is mainly composed of a single rate, initial watt-hour meter in today's complex rate watt-hour meter. This is associated with rate more electricity policy of our country, aimed at peak valley town, balance of power. Also, in what is now the rapid development of science and technology, all kinds of electrical appliances, instrument has gradually tend to be automated, humanization and intelligent. But most of these electrical equipment including microcontroller or CPU controller.We will integrate the intelligent watt-hour meter in the design of watt-hour meter as important measuring instrument, the accuracy, stability is very important. And digital watt-hour meter with high precision, measurement accuracy, reading the advantages of intuitive and easy to use. This design USES AT89C51 single-chip microcomputer as the core, to compare successive type A/D converter ADC0809, eight digital tube as the main body, constructed A simple digital watt-hour meter, can be achieved at the same time measuring 8 road from 0.00 V to 5.00 V dc voltage, minimum resolution of 0.02 V.Keywords: AT89C51；ADC0809；Digital watt-hour meter；Eight digital tube目录第1章绪论 (1)第2章总体方案选择 (2)2.1方案一：由数字电路及芯片构建。

51单片机热量计毕业设计.

摘要对于热量计的研究，国外的技术明显的先进与国内技术，当前国内的热量技术主要仍然存在下面的一些问题：一种是集中供暖，不仅造成了热量的损失，而且在收费的时候容易产生矛盾，采用按面积收费，造成能源的浪费。

为了更好的节约能源，克服传统的供暖计费方式带来的弊端，首先本文对热量的计量原理进行了分析，在考虑到测量流体的粘性、腐蚀性等运行环境的情况下，选择出合理的能量平衡公式应用到热量表中。

然后在综合考虑可行性、适用性、先进性、安全性及易维护性等系统设计原则，选择出了基于基本热量计量原理的热量表硬件的硬件基本组成部分：传感器、放大电路、A/D转换芯片、单片机、程序存储器、数据存储器、晶振电路、LED显示及电路、复位电路等。

最后，在主电路的基础上设计出简洁、明了、实用的软件程序，来实现整个热量计费系统的最终运行，而本文研究的热量计适合中国国情，并且计费简单，按用热量计费，对于节约能源有很大的作用。

本文研究的系统的使用和推广对于节约能源、减轻大气污染、提高效率和改革供暖体制必将起到巨大的促进作用。

关键词：单片机;热量表;温度传感器;流量测量;热量计量AbstractFor heat of thousands of research, foreign technology of advanced technology and domestic obviously, the quantity of heat of the current domestic technical main still exists some problems below: one kind is central heating, not only cause loss of heat in charge, and to be a contradiction, made according to the area, causing the waste of energy charge.In order to save energy, overcome traditional heating billing way, first this paper the malpractices of heat measuring principle is analyzed, considering the fluid viscous, measuring corrosive operation environment situation, choose the reasonable energy balance formula applied to heat meter. Then in comprehensive consideration of the feasibility and applicability, advancement, safety and easy maintenance etc system design principle, choose the heat measure based on the basic principle of heat meter hardware basic components: the sensors, amplifying circuit, A/D conversion chip and single-chip microcomputer, program memory, data storage, crystal resonance circuit, keyboard circuit and interface chip, LED display and circuit, reset circuit, etc. Finally, the main circuit designed on the basis of a concise, clear and useful software program, to realize the whole heat billing system eventually run.This paper studies the use and promotes the system to save the energy; reduce for atmospheric pollution, raise the efficiency and reform heating system will play a huge role in promoting.Key words:Single chip; Heat meter；Temperature transmitter；Flow measurement；Heat metering device.目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2热力计概述 (2)1.3国内外发展状况 (3)1.4开发热量计的现实意义和应用前景 (5)2 热量计的硬件电路设计 (7)2.1热量计计量原理 (7)2.3硬件的原理框图 (10)2.4信号处理部分 (11)2.5单片机外围电路设计 (11)2.6温度信号测量 (12)2.7温度测量电路 (12)2.8流量信号测量 (13)2.9显示部分电路设计 (13)2.10本章小结 (14)3 软件设计 (15)3. 1初始化主程序 (15)3. 2温度测量子程序 (15)3.3流量测量子程序 (16)3.4 热量计量子程序 (17)3.5 按键中断子程序 (18)3. 6显示子程序 (19)3. 7软件的低功耗设计 (20)4 系统抗干扰设计及误差分析 (23)4.1软件杭干扰措施 (23)4. 2系统误差分析 (24)4.3 计数误差的影响 (24)结论 (26)致谢 (1)参考文献 (2)1 绪论1.1选题背景当前，建筑节能在世界上蓬勃兴起，成为大家关心的热点。

基于单片机数字式智能电子热量称的设计

基于单片机数字式智能电子热量称的设计【摘要】为了在不增加成本的前提下，开发电子称新功能，设计数字式电子热量称。

采用STC89C52单片机为主控芯片，在软硬件控制下实现智能化称重，并根据输入热量参数换算出食物热量，并显示称重和换算结果，指导人们健康生活。

设计经过仿真和实验测试，准确度高，稳定性好，通过单片机技术，为电子称开辟新的应用道路，成为现代家庭都买得起的必备电子产品。

【关键词】电子称；热量称；单片机1.引言称重装置是工农业生产和商品流通扩大中不可缺少的计量工具，电子秤以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。

随着人们生活水平的提高，在全民重视健康，生活品质日益提高的今天，除了能够实现称重，智能化和开发新功能是设计研发的主要趋势。

开发智能热量称功能成为一个新方向，将电子技术实际应用到日常生活中，解决和填补人们在实用生活家电某些功能的不足和空白。

本文研究基于单片机的电子称设计，在不增加成本的基础上开发电子称的新功能，设计数字式智能电子热量称，指导人们健康生活，具有实际应用和推广价值。

2.电子热量称系统设计称重传感器感应被测重力，本设计中选用电阻应变式压力传感器作为电子称称重传感器，当有垂直压力作用时，传感器将电阻值变化转化成微弱的毫伏级电压信号输出。

该电压信号经过放大电路放大后输入模拟/数字（A/D）转换器，转换成数字信号再输出到单片机进行处理。

单片机根据矩阵键盘输入的热量信息，把电子热量称得到的结果输出液晶显示器显示。

系统总体设计如图1所示。

图1中，传感器信号调理转换电路采用HX711芯片。

HX711是专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定，芯片通过2线串行方式与单片机通信。

单片机读取被测数据，进行计算转换，再液晶屏上显示出来。

3.系统硬件设计3.1 称重传感器本设计中称重传感器采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程0-10kg，测量精度可达5g。

毕业论文(设计)：热量表的设计与实现(软件部分)[管理资料]

多年来，我国一直采用计划经济时代的全福利式居民取暖体制，以居民小区为单位，共用一个控制阀，以住宅面积为热量的计量依据。随着改革开放的不断深入，人民生活水平的不断提高，商品意识的不断加强，旧体制已远不能适应当前经济生活的发展。
随着市场经济的发展和个人需求的提高，对取暖的质量要求越来越高，越来越多样化，有人宁愿多花一些钱来享受一个暖冬，有人根据自己经济条件喜欢经济一点，过得去就行。不论是哪种需求，都有一个共同点，就是希望取暖就像商品一样，花多少钱享受多少热量，明码实价，钱花得其所。而现在所有的供暖方式，只要是同一个供暖单位供热，都只能是一样，根本无法满足用户自己调节的要求。
13国内外发展概况热计量技术起源于欧洲早在20世纪20年代欧洲就开始进行按户计量采暖费用尤其是经历了70年代初期的能源危机后如何在保持经济发展的同时节省有限的能源成了各国的研究课题相应的热表经历了从机械式电子模拟积分式电子数字积分式直到微处理器为基础的智能式的发展过程
南昌工程学院
毕业设计 (论文)
热量表的设计与实现(软件部分)
Thedesignand implementation of heat meters (software part)
总计毕业设计（论文）32页
表格3个
插图12幅
摘要
我国北方冬季要供暖，为了节约能源，大多数地区已通过热网集中供热。但是热能作为一种商品来出售，当然要收费了。可是目前因为居民家里还没安装热量表，只好按建筑面积收费。但是按建筑面积收供热费显然是不合理的，应该按照用户实际用的热能来计算。热量表，是计算热量的仪表。热量表的工作原理：将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上。流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号，利用积算公式算出热交换系统获得的热量。一个完整的热量表由三个部分组成:流量传感器，用以测量流经热交换系统的热水流量；温度传感器，分别测量供暖进水和同水温度；计算显示器，根据与其相连的流量传感器和温度传感器提供的流量和温度数据，通过热量公式计算出用户从热交换系统获得的热量。本文主要用到51系列的单片机，流量传感器采用超声波流量计，温度采集使用如今市面上使用普遍的DS18B20，便携式的多点键盘。

基于STM32单片机的热量表低成本测温电路设计

基于STM32单片机的热量表低成本测温电路设计范雪琴【摘要】使用常见的电阻、电容器件，根据RC充放电原理，利用STM32单片机内置的16位定时器测量RC充电时间，再通过时间与阻值对应关系的计算，获取测量阻值，从而实现了热量表的低成本测温。

%This design uses common resistors and capacitor elements according to the RC charge-discharge principle,applying the 16-bit timer in STM32 MCU to measure charging time.The low temperature cost measurement of Heat-meter is achieved by the resistor value measured which is obtained through the calculation of the matching relationship between charging time and resistor value.【期刊名称】《苏州市职业大学学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P14-17)【关键词】STM32单片机;热量表;低成本;测量温度【作者】范雪琴【作者单位】丹东机床有限责任公司技术科，辽宁丹东 118000【正文语种】中文【中图分类】TP368.1目前市场中出现的热量表普遍采用高性能、低成本、低功耗的STM32单片机作为核心，利用STM32F103单片机制作的热量表具有成本低、计量精度高、通讯接口丰富等优点.然而，基于STM32单片机热量表的测温电路仍采用传统的电压测量电路或者电流测量电路，两种电路都需要复杂的外围门电路以及高精度的AD转换芯片，同时外围器件的增多也会使电路板的面积增大，从而导致热量表的成本增加.本文基于STM32单片机，使用简单的电阻、电容，利用RC充放电原理实现了热量表的低成本测温.STM32系列单片机是由意大利意法半导体推出的ARM32位Cortex-M3内核的单片机，采用高效的哈佛结构三级流水线，达到1.25 DMIPS/MHz，在功耗上更是达到0.6 mW/MHz.使用Thumb-2指令集，自动16/32位混合排列，具有很高的代码密度.单周期的32位乘法以及硬件除法器，保证STM32的运算能力有大幅提高，在一些对计算能力要求相对较低而嵌入式要求相对较高的场合，STM32具有取代传统DSP的潜力甚至优势[1].STM32包含嵌套向量中断控制器NVIC，中断响应速度最快仅6周期，内部集成总线矩阵，支持DMA操作及位映射.STM32有丰富的外设资源，FLASH、SRAM存储器，丰富的串行通信接口，如IIC、SPI、USART、CAN、USB等，以及12位的ADC和DAC模块，支持外部存储器访问的灵活的静态存储器控制器FSMC.本设计方案中，热量表使用的是STM32F103R8T6单片机，具有64 kB程序存储空间，20 kB程序运行SRAM，内置3个通用定时器、49个通用IO口、多种通讯接口.本方案基本原理是利用RC充放电的时间来实现的.通过不同阻值电阻对同一个电容充电，其需要的充电时间是不同的，使用 STM32F103R8T6单片机内置的16位定时器，采集电容充电时间，与参考电阻对电容的充电时间对比，可以得出测量电阻的阻值，再通过查询PT1000的分度表来实现测温功能[2].在元器件上仅采用2个参考电阻、1个充电电容、2个PT1000温度传感器，因此属于低成本的测温方案.测温电路原理图如图1所示.测温部分电路需要4路温度测量，其中2路(R_PT1、R_PT2)作为热量表实际测量使用的进水温度和回水温度电阻，选用德国九茂PT1000热电阻.当水温为0 ℃时，PT1000阻值约为100 Ω；当水温为100 ℃时，PT1000阻值约为1 400 Ω.2路作为测量温度使用的参考电阻(R_ref1、R_ref2)，选择低温漂1%精度的1 000 Ω和1 400 Ω作为参考电阻.充电电容选择TDK公司的低温漂1%精度的COG电容(C_ref)，在这里，选用电容的容值为1 μF.另外需要1路参考电压(PA5)，根据STM32单片机的特点，这里使用单片机的1个I/O口中断来确定电容充电时间定时器的启动与停止.在对电容充电之前，设置为上升沿中断，禁止中断；对电容充电开始后，启动定时器，允许中断，当PA5检测到上升沿中断后，停止定时器，这样通过1个I/O口的中断，就能确定出充电的时间，从而进行热量计量.测温流程如下：1) STM32单片机PA1、PA2、PA3、PA4、PA5设定为输出低电平，使电容C_ref放电完成.2) PA2、PA3、PA4设定为高阻态，PA5设定为上升沿中断触发.3) 定时器TIM2设置为增计数模式.4) A1设置为输出高电平，启动TIM2定时器.5) 当PA5端口检测到中断后，停止计数器，获取R_ref1充电时间.6) STM32单片机PA1、PA2、PA3、PA4、PA5设定为输出低电平，使电容C_ref放电完成.7) PA1、PA3、PA4设定为高阻态，PA5设定为上升沿中断触发.8) 定时器TIM2设置为增计数模式.9) PA2设置为输出高电平，启动TIM2定时器.10) 当PA5端口检测到中断后，停止计数器，获取R_PT1充电时间.11) STM32单片机PA1、PA2、PA3、PA4、PA5设定为输出低电平，使电容C_ref放电完成.12) PA1、PA2、PA4设定为高阻态，PA5设定为上升沿中断触发.13) 定时器TIM2设置为增计数模式.14) PA3设置为输出高电平，启动TIM2定时器.15) 当PA5端口检测到中断后，停止计数器，获取R_PT2充电时间.16) STM32单片机PA1、PA2、PA3、PA4、PA5设定为输出低电平，使电容C_ref放电完成.17) PA1、PA2、PA3设定为高阻态，PA5设定为上升沿中断触发.18) 定时器TIM2设置为增计数模式.19) PA4设置为输出高电平，启动TIM2定时器.20) 当PA5端口检测到中断后，停止计数器，获取R_ref2充电时间.通过上述步骤，可以获得每个电阻对电容的充电时间.根据2个参考电阻的充电时间以及参考电阻的阻值，可以获得时间与阻值的对应关系[5].假设R_ref1的充电时间为χ s，R_ref2的充电时间为y s，则可以获得如图2所示的充电时间与阻值的对应关系图.根据等比定理，假设现有外部测量电阻对电容的充电时间为z，则z对应的阻值R_PT可以通过计算获得.由式(1)可以推导出测温电阻R_PT与充电时间以及参考电阻阻值的关系为通过式(2)可获得要测量电阻的阻值，进而通过查表获得对应的温度值.详细介绍了基于STM32单片机的低成本测温方案的硬件电路、测温流程以及测温程序.在应用中为了提高测量的准确度，2个参考电阻以及充电电容务必选用低温漂高精度的器件，推荐选用TDK或村田厂家的产品.本方案成本仅用2个参考电阻和1个电容，实现了热量表需要完成的温度测量，不仅大大降低了热量表的成本，而且器件采购方便.【相关文献】[1] 张洋. 原子教你玩STM32(寄存器版)[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2013：140-177.[2] 廖义奎. Cortex-M3之STM32嵌入式系统设计[M]. 北京：中国电力出版社，2012：255-324.[3] 吴文光，周清华. 利用函数参数和返回值提高嵌入式软件质量[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2009(1)：31-33.。