EM78P458单片机在供热计量中的应用

ByGrith4

5 A( G) |' q* T, M. g摘要:本文介绍了以EM78P458单片机为核心的智能供热计量仪表的工作原理,并给出了系统的硬件及软件的设计方法,该仪表具有
( k7 n) e) K! Q/ l成本低、功耗低、精度高、性能可靠等特点,具有较好的市场前景。


( A3 D$ F2 G* e+ O4 X! P关键词:单片机  热量  供热计量  低功耗
3 J, h$ `' s% {, |# ^

1引言
随着市场经济的拓展,采暖供热收费问题的矛盾日益突出。解
5 _, W* f8 l& @( l: L/ F决该矛盾的唯-方法是采用集中供暖的分户供热、分户按用热量
1 ]" ]) B( g+ I$ O的计量收费方案。为此,必须研制分户计量用的供热计量仪表。
供热系统加装供热计量仪表后,用户消耗热量的大小直观,管
理部门可直接按用户表计量收费;消耗热量的大小与用户利益紧
密相关,用户可根据需要用热。这样,既解决了供热采暖收费难的
2 W7 K: t' T7 u) a9 {' t$ y# @问题，方便了供热管理部门的规范化、标准化管理,又可以防止国
有资产流失,也维护了消费者的利益,方便了用户，是目前供热采
暖计量的最佳方案。
  r& f- o6 _0 v, t8 D2硬件设计
供热计量仪表以单片机为核心、通过传感器测量温度、流量，
单片机进行数据处理,液晶显示器显示测量数据,备有串行通信口
) s3 Z1 t/ ^- @; Z: s3 }$ S可与上位机进行通信。
' N( h7 j9 m& H0 d0 W测量系统方框图如图1所示。
3 H0 u# Q" b% b# B7 [# e$ q* h
+ B0 i' Z, L! {2 L, I3 T(1)人、出口温度测量
& T5 A& U7 `$ j* v$ }" ]4 O' e采用铂电阻传感器、利用电容充放电原理,通过单片机内部的
0 b3 i2 g6 B0 h计数器测量电容充放电时间的方法实现温度的测量。在测量电容
充电时,采用计数、比较器两级中断,使计数的精度由8位提高到
9 b- [0 t' `; ]% {& ?16位。铂电阻值到温度测量值的计算采用10段折线计算得到，由
于温度测量范围较小，所以折线计算结果精度较高。测量原理如图
) D! D9 E5 b* X( y0 c2所示。
3 }, i- d' O' C/ X) R
由标准电阻Ro 与被测热电阻R、Ra(人、出口温度传感器的
) {/ i$ F7 A4 ~7 J/ F' v电阻),二极管D及电容C和低功耗的4052给出的开关K、Kq、
$ c( W9 U4 _2 c% E7 a- [# s% p. GK、K,组成电容充放电电路，电容输出接EM78P458的比较器的
6 K6 r& j7 c: p) W8 \6 b0 PCIN+.上, CIN-.上的比较基准电压由电源经精密电阻Ru、Ra分压
得到。具体工作过程如下:
- j, b1 ?4 R1 \9 W% U! ]Pao输出高电平,充电过程开始，同时EM78P458内部计数器
开始计数,计数器计满中断,测量高位单元+ 1,清计数器,计数器
重新开始计数,重复下去。当电容C上充电电压达CIN.上的数值
时，EM78P458的内部比较器翻转,实现比较器中断，读取测量高
位单元值、计数器的值,此数据即为测量值。EM78P458内部计数
器虽然是8位计数器,但由于我们采用了计数,比较两级中断,可
实现16位计数,提高了测量精度。测量过程如下:
+ v9 U$ ^+ I4 j- R& \* o1 Q2 Z- l2 O首先, EM78P458控制Pao输出高电平,使开关Ko闭合,电容
充电，比较器翻转，测量Ro读取其相应的计数值No,然后
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