mcs51单片机的热量计的设计(附件)
热量计在我们生活中最实际的应用应该是民用住宅的暖气计量，而我国现有的按使用面积收费的方式存在着许多不合理的因素。为解决这一问题，本论文介绍了一种新型的热量计，该热量计是基于51系列单片机，主要由流量传感器、温度传感器、单片机三部分组成。使用单总线温度传感器DS18B20采集温度，霍尔水流量传感器采集入水流量，并通过内部热量计算，让温度、流量和热量最终显示在液晶显示屏上。本文详细阐述了热量计的硬件和软件设计。
如果将热量计作为供暖公司向每一位住户收费的依据和手段，是容易被百姓们所接受和推崇的，而且由于热量与费用直接相关，也加强了住户的节能意识。用热量计进行计量更为科学、合理，既方便用户，又便于管理。
关键词 热量计，单片机，温度传感器，流量传感器
目 录
1 引言1
1.1 研究背景1
1.2 国内外发展概况1
1.3 开发热量计的意义和前景2
1.4 本文研究的内容和目标2
2 硬件设计3
2.1 热量计量系统的简要框图3
2.2 热量计计量原理 4
2.3 总体设计方案 5
2.4 单片机系统5
2.5 温度测量8
2.6 流量测量11
2.7 按键电路和显示电路12
2.8 电源电路设计14
3 软件设计15
3.1 主程序流程图15
3.2 温度采集子程序流程图16
3.3 热量计算机子程序流程图19
3.4 报警处理流程图21
3.5 键盘扫描处理流程图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
23
4 调试与运行24
4.1 实物制作24
4.2 硬件检查25
4.3 实物制作25
4.4 实物制作25
总结28
致谢29
参考文献30
附录一 硬件原理图31
附录二 实物效果图32
附录三 元器件清单33
附录四 源程序34
1 引言
1.1 研究背景
目前，中国北方地区居民生活基本要求就是冬季采暖，随着建筑发展越来越迅速，中国人口众多，居民用住宅所占比重相当高，而且还呈现逐年上涨趋势。专家预测这个趋势还将持续二到三十年左右。我国现在面临着一个严峻的问题，那就是建筑能耗，令人担忧的是它现在已经是发达国家的三倍之多了。随之产生的问题就是供暖问题，特别值得注意的就是城市里的供暖。发达国家近年来采用的都是可控可调的供暖设备[1]。现在我们所面临的最急迫的问题就是新型的热量计量的设备，而来改变我国现在的落后的状态。
最近几年，随着住宅面积的大幅度增加，中国不得不采取措施，也开启了以小区作为单位，共同使用控制阀门，以每户居民的住宅面积作为依据收费的模式。不过这种局势并没有持续多久，随着我们对生活的越来越挑剔，商品意识各越来越深入百姓的心中，种各样的矛盾也随之而来，主要集中表现在以下几个方面。
1. 个人需求日益变化，不能同步，无法满足所有居民的供暖需求
2. 收费拖欠日趋严重，不能提高居民交费积极性
3. 供热随意性太高，缺乏制约，导致无法衡量供热质量
所以，现在的统一的供暖机制必须有所变化，让供暖走进千家万户，合理的让每个居民去使用。让热量变成商品，去销售，让我们可以公平的买卖，多花钱多买，少花钱少买，满足全国人民需要，这才是百姓真正想要的。国家也推出了对应的政策，与此同时可以调动各方的积极性，我国的建筑节能问题也能落到实处。
1.2 国内外发展概况
早在二十世纪的时候，欧洲就已经开始采用按户计量使用的暖气了，在国外，热量就是严格意义上的一种商品，他们的发展比较完整，在八十年代开始集中实行计量网了，这些都是值得我们好好研究和认可的地方。这四种方式对比下来都是有着优点和缺陷。
方式A:楼栋热表
该方式指的是整个楼层在一个入口计量，然后计量的结果是整个楼层的，每一户的面积来平分热量。
b)方式B:热分配表
通过蒸发式或者电子式分配散热器的热量，整个楼层安装热量计，每一个用户的热量消耗根据分配表计数分摊。以上两种方式都是间接的。其中电子式有一个很大的优点，那就是可以远程传输数据，这样子就减少了超标进入用户家中的麻烦。
c)方式C:热水流量表
这种方式也是整个楼层安装热量计，每个住户分担在自己的入口的官道上的计量表，来分摊热量，总的来说这个方式精度比较高。
d)方式D:户用热量计
对此种热量计我们安放方式也是特殊的，它是直接放在各个分环系统之中。这个热量计的优势有两种，一是可以直接作为每户消耗热量而分摊收费的准则，二是可以提供供暖单位直接与用户结算消耗热量所需的费用。
综上所述，中国也开始了试点，一般使用的是方式A与方式C，一些大型的城市已经开始了推广实行[2]。
1.3 开发热量计的意义和前景
1、降低能源消耗
节能和环保一直以来是我们所要思考的问题，我国的重要国策早在九十年代初就载入了这两个重点问题。使用燃料对空气的污染太过于严重，而且运输的费用也是非常高，我们必须减轻大气污染。
2、有效地解决供需矛盾
热量计的使用还可以减轻供热部门和居民之间的矛盾，我们可以通过热量计来判定供热的时间，供热的量，居民随时根据自己的需求自行调控，这样子也避免了浪费，让每个人都可以有据可依。
3、按量收费、公平合理
热量计的推出可以从根本上解决收费难的问题，透明，清晰，让百姓都信服，这样子大家都会愿意交费，也就有了一个公正合理的制度。
4、填补空白、推动供热市场
我国在热量计的领域还是比较欠缺的，国外的技术已经相对成熟。我们应该更改旧体制中的按住宅面积收费，研究出热量计的技术，使得国内的这项技术的空白被填补，也更深层次的推动供热市场，该市场前景可观。
1.4 本文研究内容和目标
目标：
本次设计通过查看资料，了解热量计的现状，综合它的发展趋势，借鉴书本和网络资料，从而设计出来的一套测量热量的系统。通过计算进出口温度的差值，流量的计量，根据要求不断地累计热量，通过公式换算，最后把温度、流量以及热量全部显示在LCD1602显示器上。
具体的内容如下：
主要的系统设计方案；
硬件电路的设计，包括各种器件的选择，电路的连接；
软件的设计和实现，包括对各种子程序的编程，最重要的是热量的计算公式的编写和运用；
2 硬件设计
2.1 热量计量系统的简要框图
进水阀
进
水
管
出水管
图2.1 热量计量系统示意
2.4.1 AT89S52单片机
20
GND
接地
图2.5 复位电路图
2.5 温度测量
2.5.1 传感器的选择
1 引言1
1.1 研究背景1
1.2 国内外发展概况1
1.3 开发热量计的意义和前景2
1.4 本文研究的内容和目标2
2 硬件设计3
2.1 热量计量系统的简要框图3
2.2 热量计计量原理 4
2.3 总体设计方案 5
2.4 单片机系统5
2.5 温度测量8
2.6 流量测量11
2.7 按键电路和显示电路12
2.8 电源电路设计14
3 软件设计15
3.1 主程序流程图15
3.2 温度采集子程序流程图16
3.3 热量计算机子程序流程图19
3.4 报警处理流程图21
3.5 键盘扫描处理流程图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
23
4 调试与运行24
4.1 实物制作24
4.2 硬件检查25
4.3 实物制作25
4.4 实物制作25
总结28
致谢29
参考文献30
附录一 硬件原理图31
附录二 实物效果图32
附录三 元器件清单33
附录四 源程序34
1 引言
1.1 研究背景
目前，中国北方地区居民生活基本要求就是冬季采暖，随着建筑发展越来越迅速，中国人口众多，居民用住宅所占比重相当高，而且还呈现逐年上涨趋势。专家预测这个趋势还将持续二到三十年左右。我国现在面临着一个严峻的问题，那就是建筑能耗，令人担忧的是它现在已经是发达国家的三倍之多了。随之产生的问题就是供暖问题，特别值得注意的就是城市里的供暖。发达国家近年来采用的都是可控可调的供暖设备[1]。现在我们所面临的最急迫的问题就是新型的热量计量的设备，而来改变我国现在的落后的状态。
最近几年，随着住宅面积的大幅度增加，中国不得不采取措施，也开启了以小区作为单位，共同使用控制阀门，以每户居民的住宅面积作为依据收费的模式。不过这种局势并没有持续多久，随着我们对生活的越来越挑剔，商品意识各越来越深入百姓的心中，种各样的矛盾也随之而来，主要集中表现在以下几个方面。
1. 个人需求日益变化，不能同步，无法满足所有居民的供暖需求
2. 收费拖欠日趋严重，不能提高居民交费积极性
3. 供热随意性太高，缺乏制约，导致无法衡量供热质量
所以，现在的统一的供暖机制必须有所变化，让供暖走进千家万户，合理的让每个居民去使用。让热量变成商品，去销售，让我们可以公平的买卖，多花钱多买，少花钱少买，满足全国人民需要，这才是百姓真正想要的。国家也推出了对应的政策，与此同时可以调动各方的积极性，我国的建筑节能问题也能落到实处。
1.2 国内外发展概况
早在二十世纪的时候，欧洲就已经开始采用按户计量使用的暖气了，在国外，热量就是严格意义上的一种商品，他们的发展比较完整，在八十年代开始集中实行计量网了，这些都是值得我们好好研究和认可的地方。这四种方式对比下来都是有着优点和缺陷。
方式A:楼栋热表
该方式指的是整个楼层在一个入口计量，然后计量的结果是整个楼层的，每一户的面积来平分热量。
b)方式B:热分配表
通过蒸发式或者电子式分配散热器的热量，整个楼层安装热量计，每一个用户的热量消耗根据分配表计数分摊。以上两种方式都是间接的。其中电子式有一个很大的优点，那就是可以远程传输数据，这样子就减少了超标进入用户家中的麻烦。
c)方式C:热水流量表
这种方式也是整个楼层安装热量计，每个住户分担在自己的入口的官道上的计量表，来分摊热量，总的来说这个方式精度比较高。
d)方式D:户用热量计
对此种热量计我们安放方式也是特殊的，它是直接放在各个分环系统之中。这个热量计的优势有两种，一是可以直接作为每户消耗热量而分摊收费的准则，二是可以提供供暖单位直接与用户结算消耗热量所需的费用。
综上所述，中国也开始了试点，一般使用的是方式A与方式C，一些大型的城市已经开始了推广实行[2]。
1.3 开发热量计的意义和前景
1、降低能源消耗
节能和环保一直以来是我们所要思考的问题，我国的重要国策早在九十年代初就载入了这两个重点问题。使用燃料对空气的污染太过于严重，而且运输的费用也是非常高，我们必须减轻大气污染。
2、有效地解决供需矛盾
热量计的使用还可以减轻供热部门和居民之间的矛盾，我们可以通过热量计来判定供热的时间，供热的量，居民随时根据自己的需求自行调控，这样子也避免了浪费，让每个人都可以有据可依。
3、按量收费、公平合理
热量计的推出可以从根本上解决收费难的问题，透明，清晰，让百姓都信服，这样子大家都会愿意交费，也就有了一个公正合理的制度。
4、填补空白、推动供热市场
我国在热量计的领域还是比较欠缺的，国外的技术已经相对成熟。我们应该更改旧体制中的按住宅面积收费，研究出热量计的技术，使得国内的这项技术的空白被填补，也更深层次的推动供热市场，该市场前景可观。
1.4 本文研究内容和目标
目标：
本次设计通过查看资料，了解热量计的现状，综合它的发展趋势，借鉴书本和网络资料，从而设计出来的一套测量热量的系统。通过计算进出口温度的差值，流量的计量，根据要求不断地累计热量，通过公式换算，最后把温度、流量以及热量全部显示在LCD1602显示器上。
具体的内容如下：
主要的系统设计方案；
硬件电路的设计，包括各种器件的选择，电路的连接；
软件的设计和实现，包括对各种子程序的编程，最重要的是热量的计算公式的编写和运用；
2 硬件设计
2.1 热量计量系统的简要框图
进水阀
进
水
管
出水管
图2.1 热量计量系统示意
2.4.1 AT89S52单片机
20
GND
接地
图2.5 复位电路图
2.5 温度测量
2.5.1 传感器的选择
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