智能数显热能表系统的设计.doc

毕业设计论文 智能数显热能表系统的设计Design of Intelligent Digital Display Heat Energy Meter System 吉林建筑大学城建学院2015年6月毕业设计论文智能数显热能表系统的设计Design of Intelligent Digital Display Heat Energy Meter System学 生： 指 导 教 师： 刘广文(副教授)专 业： 测控技术与仪器学 号： 110310102所 在 单 位： 电气信息工程系答 辩 日 期： 2015年6月毕业设计（论文）原创承诺书1本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）智能数显热能表系统的设计，是认真学习理解学校的电气信息工程系毕业设计写作规范后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。2本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。3在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。4本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作 者 签 名： 年 月 目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1 课题研究目的及意义11.2 国外研究现状11.3 国内研究现状21.4 主要研究内容21.5 热能表相关性能指标3第2章 热能表的总体设计42.1 热能表的工作原理42.2 热能计算方法的确定42.3 硬件总体设计52.4 软件总体设计6第3章 热能表的硬件设计73.1 单片机模块设计73.1.1 MSP430F149单片机简介73.1.2 电源电路设计83.1.3 复位电路设计93.1.4 晶振电路设计93.1.5 按键电路设计103.2 流量传感器模块的设计103.2.1 流量传感器的选择103.2.2 流量传感器简介103.2.3 流量传感器电路设计113.3 温度传感器电路设计123.3.1 桥式电路分析123.3.2 差分比例运算电路分析133.3.3 Pt1000桥式测温电路143.4 A/D转换模块153.5 显示模块153.5.1 LCD1602液晶显示器简介153.5.2 液晶显示电路设计163.6 串行通信模块电路设计17第4章 热能表的软件设计194.1 主程序设计194.2 按键子程序设计204.3 定时器T0中断设计204.4 流量统计子程序设计214.5 热能计算子程序设计224.6 液晶显示子程序设计224.7 串行通信子程序设计234.8 A/D转换子程序设计24第5章 热能表精度分析255.1 热能表准确度255.1.1 准确度定义255.1.2 误差限的计算255.2 误差限影响因素分析26结 论28致 谢29参考文献30附 录 1附 录 2附 录 3 摘 要随着我国供热体制的改革，热能表将在不久的将来进入家庭。本文介绍了智能数显热能表系统的设计，该系统采用低功耗MSP430F149单片机作为数据处理的核心，用流量传感器来测量热水的流量，用热敏电阻Pt1000温度传感器捕获输入和输出热水的温度。该系统包括硬件和软件，硬件包括单片机模块、测温模块、流量传感器模块、串行通信模块、显示模块、按键模块和电源模块；软件部分包括主程序、按键、流量采集、温度采集、A/D转换、热能计算、串行通讯模块、显示等子程序。单片机分析处理采集的温度和流量信息，通过显示模块显示热水入口温度、出口温度、瞬时流量、累计流量、本次热量、累计热量等信息，然后通过通信模块发送给PC机，对用户使用的热能进行计费。关键词： 热能表；MSP430F149单片机；流量传感器；温度传感器 IIABSTRACTAlong with the reform of heating system, heat energy table will be entering the family in the near future.This paper introduces the design of the intelligent digital display heat energy table system, the system adopts MSP430F149 singlechip as the core of data processing, low power consumption by flow sensor to measure the flow of hot water, with a Pt1000 temperature sensor capture input and output temperature of hot water.The system includes hardware and software, hardware includes singlechip module, temperature measurement module, the flow sensor module, serial communication module, display module, keys module and power module;Software part includes the main program, buttons, traffic acquisition, temperature acquisition, A/D conversion, thermal calculation, serial communication module, display programs.Single-chip microcomputer analysis to collect the temperature and flow of information, through the display module display the inlet temperature and outlet temperature, instantaneous flow, total flow rate, the cumulative of heat energy, and then sent to the PC through the communication module, the user using the heat energy for billing. Key words: Heat energy table; MSP430F149 singlechip; Flow sensor; Temperature sensor吉林建筑大学城建学院电气信息工程系毕业设计（论文）第1章 绪 论1.1 课题研究目的及意义在我国，供暖是一个长期性的话题，长江以北的大部分地区采用集体供暖，地暖等方式供暖，如果白天家里没有人，而供暖还在持续，那么，这部分就完全被浪费了，现如今越来越多地提倡节约资源保护环境，资源利用由粗放式转向节约式。如果可以用多少供多少，那么就可以节约很大一部分资源，群众不但会节约一大部分供暖费，而且可以改善按与实际采暖面积不符的按建筑面积收费的弊端。在这个资源即将匮乏的星球，节约能源已经是不得不重视的话题，所以，在供暖采暖方面，有很大必要做出一些改善，很有必要来一次节能革命。欧洲的很大一部分发达国家已经把供热体系发展到了智能化 1 ，而我国还处于初级阶段，我们不能再把人多难度大当成一个借口，而把它当成前进的理由。我希望通过热能表的普及，达到节约资源、充分利用资源的目的，既能让资源的使用率提高，也能让人民受益。1.2 国外研究现状集中供暖计量收费是20世纪70年代中期由欧洲开始的。相应的“热能表”，也经历了从机械式、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。到90年代，户用热能表基本上定型，设计趋于一致1997年4月，欧洲共同体正式通过了统一的热能表标准，代号为EN1434。 现在向中国市场上推销的欧洲各国的热能表，大部分都标明了“符合OIML-R75标准”和“符合EN1434标准”。这既是给用户一个选择、判断的基本依据，也表明了欧洲热能表技术成熟和标准化的程度。欧洲表热量积分计算仪一律采取的是K系数补偿的方式 2 。K系数的取值在进水和回水上是不同的，只能规定其中一个固定的位置，不得变换。因此，欧洲的热能表一般规定要安装在回水管道上，也就是流量计只能测回水的流量。如果用户盗用热水，热量计量结果反而减少。管道施工和安装也不够灵活和方便。欧洲热能表采用的测温元件是PT100和PT500。PT100即在0时电阻值为100欧姆，测温探头的引线电阻必然会给测量带来误差。因此对引线电缆的长度有严格的要求，一旦配对完毕，不可任意延长或缩短。共30页，第4页参考文献1高峰.单片微型计算机原理与接口技术M.北京：科学出版社,2007,4.1041312杜树春.单片机应用系统开发实例详解M.北京：机械工业出版社,2007,10.48513魏立功.单片机原理与应用技术M.北京:北京大学出版社,20044吕崇德,姜学智等.热工参数测量与处理M.北京:清华大学出版社,1990,15王树峰.关于我国热能表的历史,现状和发展J.中国建设信息供热制冷,2005(5)6翟智民.热能表误差限的分析J.计量与测试技术,2009(3)7杨精林，曹立军,韩来章,吴伟福.热能表示值误差测量不确定度评定J.工业计量,20058包胜华.热量表中的温度传感器J.仪表技术与传感器,2003(3)9胡诚.高精度温度控制系统的研究J.湖北民族学院学报(自然科学版),2006(3)10刘小亮.基于STC12LE5410AD单片机的热能表的研制D.河北科技大学，201211李晶,莫德举.户用低功耗超声式热量表的研究J.北京化工大学信息科学与技术学院，北京，10002912陈秋阳,陈春平.基于MSP430FW427无磁热能表的设计J.青岛大学学报：工程技术版，2010年第1期英文文献：13Zhang Tao. The Research and Application of Low Power Designment in Intelligent Heat MeterD.Hebei University of Technology,2006,3,pp.3 -414Li Fang. Study of Calculation Methods of Heat Transmission of Heat metersJ.pp.475-47715Ye Xian-ming; Zhang Xiao-dong,“Design on intelligent heat meter”,Instrument Techniques and Sensor noJ.1,2005,pp10-1216Fang Lide, “Study on dynamic character of a new heating measurement and control system”,Masters degree dissertation of He Bei University of TechnologyD,2005.3,pp18-36附录1原理图附录2元器件清单表1 元器件清单元件类型标号数量(个)1KR7、R17、R23、R2442KR3、R4、R13、R1445.1KR1、R11210KR6、R8、R16、R18、R21、R226100KR2、R10、R12、R204POT2R5、R9、R15、R194Pt1000J1、J22232-1J41103C7、C8、C9、C114104C2、C3、C4、C5、C6、C10、C13、C158100uFC9、C14210uFC11LM358NU2A、U2B2TL431T1A、T1B2CONJ31KEYS1、S22流量传感器CG11MSP430F149U11LCD16021LM7805U71AMS1117-3.3U41SP3223U11BridgeD118MHZ晶振Y11附录3源程序清单/reneng.c主程序#include#include #include #include #include codetab.h#include isp.hunsigned char SCC110;unsigned char SCC210;#include ad.hsbit k1=P32;sbit k2=P33;sbit k3=P34;union float l; char c4;unsigned char speed,tmp1,tmp2,t,kk;unsigned int speed;long saheat;float heat,aheat;void change(float j,unsigned char cc)unsigned long int i;i=j*100;cc8=i%10+0;cc7=i/10%10+0;cc6=.;cc5=i/100%10+0;cc4=i/1000%10+0;cc3=i/10000%10+0;cc2=i/100000%10+0;cc1=i/1000000%10+0;cc0=i/10000000%10+0;void clear(unsigned char cc)unsigned char i;for(i=0;i9;i+)cci=0;void ccc() clear(SCC1);clear(SCC2);if(kk=0)change(tmp2,SCC1);change(tmp1,SCC2);if(kk=1)change(speed,SCC1);change(nspeed,SCC2);if(kk=2)change(aheat,SCC1);change(heat,SCC2);void key( )if(!k1)delay(1);if(!k1) kk+;while(!k1);LCD_CLS();if(kk=3)kk=0;ccc();if(!k3)delay(1);if(!k3) LCD_CLS();LCD_P8x16Str(20,4, Sending );change(aheat,SCC1);send_english();while(!k3);LCD_CLS();LCD_P8x16Str(20,4, OK );void jisuan() nspeed=5;speed+=nspeed;heat=nspeed*(MI_tabletmp2-MI_tabletmp1)*(HAN_tabletmp2-HAN_tabletmp1)/240000;aheat+=heat;void check_tmp() tmp1=AD_chaAD(0);tmp2=AD_chaAD(1);t=tmp2-tmp1;void init() TMOD|=0X01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;void save() unsigned char *p2; Erase_IAP_Sector(0x0000); Erase_IAP_Sector(0x0001); Erase_IAP_Sector(0x0002); Erase_IAP_Sector(0x0003); Erase_IAP_Sector(0x0004); Erase_IAP_Sector(0x0005); Erase_IAP_Sector(0x0006); DataCell.l=aheat; p2=(char*)&speed; Write_IAP_Byte(0x0000,DataCell.c0); Write_IAP_Byte(0x0001,DataCell.c1); Write_IAP_Byte(0x0002,DataCell.c2); Write_IAP_Byte(0x0003,DataCell.c3); Write_IAP_Byte(0x0004,*(char*)p2+0); Write_IAP_Byte(0x0005,*(char*)p2+1); Write_IAP_Byte(0x0006,kk);void read() Data.c0=Read_IAP_Byte(0x0000); Data.c1=Read_IAP_Byte(0x0001); Data.c2=Read_IAP_Byte(0x0002); Data.c3=Read_IAP_Byte(0x0003); aheat=Data.l; speed=0; speed+=Read_IAP_Byte(0x0004); speed0;t-) for(y=110;y0;y-); void write_com(unsigned char com) /写命令 P3OUT&=BIT5;/作为RS选择端低电平有效 rw(0); P4OUT=com; delay(5); P3OUT|=BIT7; /delay(5); P3OUT&=BIT7; void write_data(unsigned char date) /写数据 P3OUT|=BIT5;/作为RS选择端高电平有效 rw(0);P4OUT=date;delay(5); P3OUT|=BIT7;/作为E选择端=1; / delay(5); P3OUT&=BIT7; void init() /初始化 P3DIR=0xff;/P3输出 作控制口 P3SEL=0; P3OUT=0x00; P3OUT&=BIT7;/E P3OUT&=BIT5;/RSP4DIR=0XFF;/P4输出 作数据口 P4SEL=0; P4OUT=0X00;write_com(0x38);/显示模式设置 write_com(0x0c);/开显示，不显光标 write_com(0x06);/数据地址指针 write_com(0x01);/清屏 _BIS_SR(GIE);/两个开总中断的方法随便用哪一个 display2(unsigned char x,unsigned char *p) /显示函数2 unsigned char y=0; /y要给其初值0否则出乱码 write_com(x); while(py!=0x00) write_data(py); y+; delay(5);/ad.h AD 转换子程序文件#include REG51.hsfr ADC_CONTER=0xC5;sfr ADC_DATA=0xC6;sfr P1M0=0x91;sfr P1M1=0x92;void Init_AD()P1M0=0x03;P1M1=0;ADC_DATA=0;ADC_CONTER=0XE0;delay(1); unsigned char AD(unsigned char i) ADC_CONTER=0xe8|i;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(!(ADC_CONTER&0X10);ADC_CONTER=0xe0;return ADC_DATA;unsigned char j=0;int g_timeout=0;void delay(unsigned int ms)/ 延时子程序 unsigned char i; while(ms-) for(i=0;i120;i+); void Print_Char(unsigned char ch)/发送单个字符 SBUF=ch; /送入缓冲区 while(TI!=1); /等待发送完毕 TI=0; /软件清零void Print_Str(unsigned char *str)/发送字符串 while(*str!=0) Print_Char(*str); delay(2); str+; 1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！