【正文】 uFD1+12V10uF +5V南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 附件二：程序清單 include define tiji=0 define reliang=0 {Sbit plus=p^ //程序初 始化 delay(int i) {while(i)。 現(xiàn)在的自己已經(jīng)不再是剛進(jìn)大學(xué)時的那個小男生了，四年的磨礪讓我的肩頭多了一份責(zé)任和承擔(dān)，已經(jīng)踏入社會開始工作的我，面臨的抉擇和困難也非常之多，但是不管前途多么的未知和艱難，我會毫無畏懼地前行 。話雖如此，但是當(dāng)我真正做起來的時候，設(shè)計中涉及到的各種問題還是暴露出來了，每次都是和老師深討才慢慢得以解決。也要感謝我同組的同學(xué)，沒有他的硬件，我的軟件就不能很好的完成。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 致謝 畢業(yè)設(shè)計終于完成了，首先，我要感謝我的導(dǎo)師梁錦華老師，在我整個畢業(yè)設(shè)計過程中時刻關(guān)注我們的進(jìn)度，我有不懂的地方，總是能給予我很好的建議，起到了指明燈的作用?？傊痪湓?，畢業(yè)設(shè)計使我把上 課學(xué)到的東西運用到實踐工作當(dāng)中去，從實踐生產(chǎn)中有所領(lǐng)悟。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我感到自己應(yīng)用基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識解決問題的能力有了很大提高，我這次的選題跟我們的以后就業(yè)就很大幫助，我把它作為一次演練，去更深入的了解我們專業(yè)知識。 在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，我們通過反復(fù)的學(xué)習(xí)，從而達(dá)到鍛煉自己的目的。在設(shè)計過程中，我們要采用 51 系列單片機(jī)，通過溫度傳感器、流量傳感器采集而來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲運算計量熱量。 顯示部分軟件控制設(shè)計 為保證完成正常的顯示功能，主程序首先要 CH451 控制寄存器裝入控 制字，然后才可以進(jìn)行顯示操作。溫度寄存器格式如表 所示： 表 溫度寄存器格式 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 LSByte 62 52 42 32 2 12 02 12? Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 MSByte S S S S S S S S 第三章 熱量表總體軟件設(shè)計 18 按鍵設(shè)計流程圖如下： y y y n y n y n 圖 焓值按鍵設(shè)定流程圖 在掃描函數(shù)里，依次送出列掃描信號，而每組列掃描信號輸出后，就讀取按鍵狀態(tài)，若有按下按鍵，則進(jìn)行鍵值的判斷與計算，再將其對應(yīng)的顯示信號放入 disp 數(shù)組，當(dāng)然，在放入前， disp 數(shù)組先移位。通訊程序流程圖如圖 所示： 南昌工 程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 流量通訊子程序流程圖 溫度檢測設(shè)計 溫度信號采集部分有兩只配對的溫度傳感器 DS18B20 組成 ,在單片機(jī)的控制下 ,兩只溫度傳感器將代表溫度值的脈沖信號送入 、 ,至此溫度信號采集過程結(jié)束。 單片機(jī)內(nèi)部，用定時器 1 作為波特率發(fā)生器，收發(fā)都在中斷中完成。 (3) 是否校驗，有奇校驗，偶校驗或不校驗。 一般的串行通信要關(guān)心的是以下幾個參數(shù)： (1) 波特率 如 9600b/s,指每秒傳送 9600 位。 （ 4） 熱量計量程序：熱量計量程序又可分為進(jìn)水 /出水口溫度采集、室溫信號采集和熱量計算三部分。 （ 2） 溫度測量子程序：采集進(jìn)回水溫度。 主程序流程圖如下： 圖 主程序流程圖 開始 讀流量 傳感器脈沖 讀溫度計算差值 計算處理 脈沖發(fā)送處理 顯示更新 斷電標(biāo)志存儲 ROM 熱量累計量存入 ROM CPU休眠 電壓低？ 初始化 NO YES 南昌工 程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 在本系統(tǒng)中，軟件主要由主程序和若干中斷服務(wù)子程序組成。在本系統(tǒng)中，主要采用 C語言進(jìn)行程序編制。在這個過程中，必須嚴(yán)格注意控制使用任意轉(zhuǎn)移語句，以提高程序運行效率和可靠性。程序量可以由不同的人同時分別編寫不同的模塊，從第三章 熱量表總體軟件設(shè)計 12 而能夠加快程序編制的進(jìn)度。要實現(xiàn)智能儀表的預(yù)期功能，需要編制調(diào)試大量的軟件程序，工作量非常大。 ROM 地址分配：首地址 0000H，末地址 1FFFH，芯片 2764。其計算公式簡化為： Q=K*V*? T （ 31） 式中： Q 為吸收的熱量， K 為熱焓修正系數(shù) (可以通過水的密度與焓值表查詢 )， ? T流量傳感器 供水溫度傳感器 K 系數(shù)計算 溫差計算 總線驅(qū)動 硬件乘法器 散熱器 數(shù)據(jù)顯示 數(shù)據(jù)保存 回水溫度傳感器 南昌工 程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 為進(jìn)回水溫差， V 為熱水體積瞬時流量。當(dāng)熱水以一定溫度從進(jìn)水管注入一個熱交換器，用戶在通過熱交換獲取能量的同時，熱水便以較低的溫度從回水管流出。當(dāng)水流經(jīng)系統(tǒng)時，流量傳感器發(fā)出流量信號，配對溫度傳感器分別檢測出入口和出口溫度信號，積算器采集流量、溫度信號，根據(jù)與溫度相關(guān)的熱量系數(shù)和體積、溫差計算出采暖系統(tǒng)所消耗的熱能值，顯示載熱液體從入口至出口所釋放的熱量值。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 8155芯片及鍵盤 第三章 熱量表總體軟件設(shè)計 10 第三章 熱量 表總體軟件設(shè)計 熱量表工作原理 熱量表系統(tǒng)由流量傳感器、供回水溫度傳感器及計算、顯示裝置組成。 由于串行顯示管理芯片 CH451 廣泛地應(yīng)用于智能儀表當(dāng)中，在具體應(yīng)用過程中，它接收所要顯示的數(shù)據(jù)并將其顯示在 LED 顯示器上 ,動態(tài)地掃描管理著 顯示，該芯片本身只需 3 根線就可與單片機(jī)實現(xiàn)接口，硬件連接簡便，軟件編程容易。鍵盤上閉和鍵的識別是由專用硬件實現(xiàn)的 ,稱為編碼鍵盤 ,靠軟件實現(xiàn)的稱為非編碼鍵盤。 第二章 熱量表硬件電路設(shè)計 8 圖 顯示部分 鍵盤電路的設(shè)計 在鍵盤部分，由于顯示以及功能的需要，按鍵不少于 12 個，所以使用非編碼式的 3*4矩陣式鍵盤。P監(jiān)控的多功能外圍芯片。在設(shè)計中，采用 CH451 作為數(shù)碼管驅(qū)動芯片CH451。但是當(dāng)選用專用的數(shù)碼管顯示驅(qū)動芯片時，優(yōu)點就顯現(xiàn)出來了。 順流和逆流時間： Tu =?VCOSC L? （ 21） Td =?VCOSC L? （ 22） 式中 C為超聲波在介質(zhì)中的聲速， V 為流體介質(zhì)的流動速度。在微機(jī)通訊中，通常使用 的 RS232 接口信號是九根引腳。 第二章 熱量表硬件電路設(shè)計 6 圖 溫度傳感器部分 流量檢測電路的設(shè)計 流量計部分采用市場上常用的便攜式超 聲波流量計，由于已經(jīng)封裝好的在市場上銷售的流量計，與單片機(jī)的接口只能使用 RS232?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，每一顆自帶地址，大大減少 了系統(tǒng)的電纜數(shù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，因此得到廣泛使用。 176。 C，在10~+85176。 DS18B20的測量溫度范圍為 55176。微處理器可通過一根口線經(jīng)序列號匹配識別后對每一個DS18B20進(jìn)行讀寫操作，大大節(jié)省了硬件資源，一總線獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。而達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，作為 DS1820的改版可使溫度信號直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號供微處理器處理，而且外圍電路很簡單，實現(xiàn)方便。溫度計一定要有溫度采集，可以 采集溫度的途徑很多，在眾多應(yīng)用于溫室環(huán)境監(jiān)測的溫敏元件中 ,盡管溫敏電阻成本低 ,但是后續(xù)電路太復(fù)雜 , 精度、重復(fù)性、可靠性都較差，而且還需要進(jìn)行溫度的標(biāo)定 。配對溫度傳感器是指對同一個熱量表，分別用來測量供熱管路系統(tǒng)的入口和出口溫度的兩支溫度傳感器，分別安裝在管路系統(tǒng)的入口和出口，采集系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的溫度并且發(fā)出溫度信號，兩支溫度傳感器在出廠前要經(jīng)過測試篩選，要求具有一致的特性，并配有標(biāo)記。 溫度檢測電路的設(shè)計 在溫度傳感器部分使用 DS18B201。復(fù)位時， PC 初始化為0000H，使 MCS— 51 單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 CPU 就是以兩相時鐘 P1 和 P2 為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。 晶體振蕩器的振蕩信號從 XTAL2 端送入內(nèi)部時鐘電路，它將該振蕩信號二分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘信號 P1 和 P2供單片機(jī)使用。 CPU 發(fā)出的時序信號有兩類，一類用于片內(nèi)對各個功能部件的控制，這類信號很多。而時序所研究的指令執(zhí)行中各個信號的時間上的關(guān)。時鐘電路用于產(chǎn)生 MCS— 51單片機(jī)工作時所需的始終控制信號。再由 7805 三端穩(wěn)壓器將電壓穩(wěn)定在 5V信號，途中的 C C2是穩(wěn)壓及濾波的作用。具體的電路如圖 所示： 圖 在電源電路中，使用 TRAN— ZPZS 作為變壓器，電壓經(jīng)過整流器整流之后將交流變?yōu)橹绷麟娐?。通過采集器連接上位機(jī)，物業(yè)管理部門可以通過上位機(jī)監(jiān)視用戶的用熱情況。該熱量表重點在于溫度傳感器，流量傳感器，顯示模塊和按鍵模塊的設(shè)計。 研究內(nèi)容與目標(biāo) 本文針對熱量表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在閱讀了大量文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，成功設(shè)計了一套用于計量熱量的熱量表系 統(tǒng)。 由于舊的供暖視住宅面積大小收費，在當(dāng)前形式下，這種技術(shù)的投產(chǎn)應(yīng)用必將帶動新一輪的市場增長點，并推動熱量表技術(shù)的不斷發(fā)展與完善。盡管如此，東北、西北和華北地區(qū)的大中城市從 19992021 采暖期也開始安裝，并有很多大中城市已明令從 2021 年起必須在商品住宅上安裝熱量計。另一個是現(xiàn)有的尚未實行供熱按計量收費的居民住宅。 熱量表主要是用于集中供暖的居民住宅，商用辦公室所耗熱量的計量。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)對德國熱力系統(tǒng)調(diào)研，采用熱量表可以降低能源消耗 10~30%。世界各國越來越重視按戶計量收費，我國已經(jīng)在多個城市進(jìn)了按戶計量的試驗工程，一些城市已開始以各種手段促進(jìn)這一技術(shù)的發(fā)展。目前，國內(nèi)不少單位根據(jù)建筑采暖必須計量收費的原則，已著手研究開發(fā)建筑節(jié)能技術(shù)各產(chǎn)品 ，引進(jìn)、消化、研制相關(guān)的控制手段和儀表。 我國熱量表的自行研制始于上世紀(jì)九十年代， 19972021 年歐洲標(biāo)準(zhǔn)《熱量表EN1434》逐漸被一些企事業(yè)單位所了解和重視，中國熱量表的研制開發(fā)走上了正軌 。 熱計量技術(shù)起源于歐洲，早在 20 世紀(jì) 20 年代歐洲就開始進(jìn)行按戶計量采暖費用，尤其是經(jīng)歷了 70年代初期的能源危機(jī)后，如何在保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時節(jié)省有限的能源成了各國的研究課題，相應(yīng)的“熱表”經(jīng)歷了從機(jī)械式、電子模擬積分式、電子數(shù)字積分式，直到微處理器為基礎(chǔ)的智能式的發(fā)展過 程。而一體化熱量表把流量計，進(jìn)水溫度傳感器，回水溫度傳感器和計算顯示器安裝在一體，這種結(jié)構(gòu)安裝簡單，無需調(diào)試。用戶型熱量表普遍采用的結(jié)構(gòu)形式是緊湊型，將進(jìn)水溫度探頭和流量表一體，回水溫度探頭與之分開，計算顯示器可與流量表裝在一體。超聲波式熱量表是通過超聲波射線直射或反射的方法測量水的流量，對介質(zhì)成分沒有要求?；魻柺綗崃勘砭哂?耗電少，抗干擾性好，安裝維護(hù)方便各價格低廉的優(yōu)點，其測量原理和結(jié)構(gòu)簡單，對工作要求不高，因此現(xiàn)在應(yīng)用比較多，在熱水管網(wǎng)的計量中占據(jù)主導(dǎo)地位。 目前比較實用的有三種熱量表，霍爾式、電磁式和超聲波式熱量表。一戶一表，一戶一閥。 熱量表簡介 按熱量計費，必須有熱量 計量工具，而熱量表就是建立在用戶計量的基礎(chǔ)上，通過測量流經(jīng)熱交換系統(tǒng)的熱總量?，F(xiàn)有的大鍋式取暖方式必須改革，讓供暖走向市場，把熱量回歸為商品，讓人們對熱量的需求如同對普通商品一樣，多花錢多買，少花錢少買，建立公平的供求關(guān)系。 供熱由供熱單位單一方支配，隨意性強(qiáng)，缺少制約機(jī)制。不論是哪種需求，都有一個共同點，就是希望取暖就像商品一樣，花多少錢享受多少熱量，明碼實價，錢花得其所。隨著改革開放的不斷深入，人民生活水平的不斷提高，商品意識的不斷加強(qiáng)，舊體制已遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)生活的發(fā)展。城市供熱，特別是北方供熱正在邁出改革步伐，迫切需要高新計量設(shè)備進(jìn)入供熱領(lǐng)域，改變我國城 市目前采暖技術(shù)的落后局面。 Calculation display, according to connected to it flow sensor and temperature sensor provide flow and temperature data, through the heat calculation of heat exchanging system users from heat gain. This paper mainly used 51 series of single chip microputer, flow sensor using ultrasonic flowmet