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第一章 绪论
1.1 热量表的简介
北方冬季要供暖，为了节约能源，减少烟尘，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，只好暂且按建筑面积收费。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20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。一般热能表主要由积分仪、流量计和温度传感器三部分组成。如图1-1：
图1-1 热量表原理图
温度传感器：采集水的温度并发出温度信号的部件。一般采用热电阻做温度传感器，材料的电阻值随温度的变化而变化。热量表采用的是Pt1000配对温度传感器，配对误差﹤0.1℃。一根有红色标志，安装在进水口，一根有蓝色标志，安装在出水口。Pt为铂的分子式，其具有温度系数大及在一定温度范围内温度系数是一常数的特点。R0=1000，即0℃时，温度传感器的电阻为1000Ω；
流量计（基表）：采集水的流量并发出流量信号的部件。热量表采用韦根型流量计。当前国内IC卡水表大都采用磁钢转动，双干簧管接收脉冲计数，但干簧管的接通次数仅为107次（接通电流为10μA），若流量为2.5m3/h，而100个脉冲/m3，那么干簧管的工作寿命只有40×103小时，后发展的趋势采用韦根元件，韦根元件的优点是：
产生脉冲耗电为零
在脉冲重复频率0~10KHz范围输出脉冲幅度与宽度恒定，与被测物体转动（移动）速度无关，适合超低速检测。
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积分仪：采集温度传感器所发出的温度信号，流量计所发出的流量信号，进行热量计算、存储和显示的部件。热量表积算仪的核心单片机采用美国TI公司超大规模MSP430系列集成单片机，性能强大，稳定可靠，超低功耗，能适应恶劣供热环境要求，积算仪液晶显示全部采用汉字和数字字符显示各测量参数，参数可循环显示，清晰、直观，参数显示分辨率高，满足计量检定显示要求。 计算公式如下：
Q=CV(t供水-t回水)
其中，Q为消耗的热能，单位为kWh；C为水的比热容（C=0.001167kWh/L.℃）；V为流过采暖设备的热水体积，单位为升（L）；t供水、t回水为流过采暖设备进水口和回水口的热水温度，单位为℃。
从热能的消耗计算公式可以看出，只要测得采暖设备进水和回水的温差及流过采暖设备的热水体积就可计算出消耗的热能，因此引起计量误差的因素有： （1）流量计的精度； （2）温度测量的准确度； （3）两只温度传感器的配对误差； （4）积分仪的计算精度。
对于流量计引起的误差，可以通过选取精度较高的流量计来解决，计算精度可以采用合适的CPU和完善的算法来解决。对于温度测量，国家有相应的标准，温度测量误差一般不大于±0.3℃,而两只温度传感器的配对误差应不大于±0.1℃，所以需要重点解决。
另外，由于热能表通常是安装在室外且长期使用，所以，热能表的功耗、抗电磁干扰、可靠性因素都需要加以考虑。 热量表的优点：
(1).热量表的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失，是流量计中运行能耗最低的流量仪表之一。
(2).可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。
(3).密度以电导率（在一定范围）的影响。因此，热量表只需经水标定后，就可心用来测量其它导电性液体的流量。
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(4).热量表的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布下的流动状态（层流或湍流）无关。所以热量表的量程范围极宽，其测量范围度可达100：1，有的甚至达1000：1的可运行流量范围。
(5).热量表无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量
热量表的不足：
1.不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
2.不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机溶剂等介质，目前热量表还无能为力。
3.普通工业用热量表由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能用于低温介质的测量，以防止测量管外结露（结霜）破坏绝缘。
4.热量表易受外界电磁干扰的影响。
热量表能反映出流量信息，作为用于供取暖结算的计量器具，其准确度影响着供热企业和广大消费者的权益，但是一般的热量表精确度不够，显示信息也不全，无法满足人们的需要，所以需要设计出精确度高、方便、信息齐全智能热量表！如果把LCD显示技术运用到热量表上就可以弥补这些不足！这样的热量表功能更强, 使用更加方便, 市场也是非常广阔的！
1.2 本文主要内容
本文主要研究LCD显示技术在智能热量表中的应用，本设计也是单片机应用系统开发的重要组成部分！在21世纪，单片机已经广泛的运用在各种电器之中。单片机机就是将微处理器一定容量的RAM和ROM以及I/O定时器等电路集成在一块芯片上，构成单片微型计算机。本文是以美国德州仪器公司开发的一种16位超低功耗的混合信号处理器MSP430系列单片机为核心，以DV12864J为显示模块的LCD显示技术在智能热量表控制系统的设计应用。
本文先是选取了设计方案并对设计方案中的MSP430进行了简单阐述，再解释了设计方案中有关电源、电路的硬件模块，然后又仔细说明了LCD显示模块DV12864J及其控制器ST7920,最后写出了关于LCD显示模块DV12864J的控制器ST7920的并口驱动程序！文章结尾还对该设计的发展前景和未来市场进行了预测!
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第二章 方案选择
2.1方案的选择
我采用了以MSP430为核心通过温度传感器检测温度然后再传入单片机经过单片机的判断传输给LCD显示芯片。这里我用的是开关电源、看门狗定时器等硬件设备，为了简化电路我采用了现在流行的一线式数字温度传感器DS18B20它具有价格便宜使用简单同时由于少了数模转换芯片并且是一线传输，大大的简化了电路。当热量信息通过温度传感器传输到CPU里面再通过CPU反馈到LCD显示屏上。这时用户就知道有关自己家的热量使用情况了！整个方案的流程图如图2-1：
图2-1 系统流程图
2.2 LCD与LED的区别
LCD 液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。
LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED,，是一种能够将电能转
化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。
LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为1:10，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达160°的视角，可以显示各种文字、数字、
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