依据32位Cortex-M3内核的超低功耗微操控器EFM32与ACAM公司的高集成度TDC-GP21芯片推出的超声波热量表计划，能够充分发挥EFM32的超低功耗与高运算才能的特色及GP21高精度的丈量才能，它将成为超声波热量表计划中的最优之选。
主控及显现部分
超声波主控MCU选用EFM32TG840F32，它是依据ARM公司的32位Cortex-M3内核规划而来，比照于传统的8位、16位单片机，它具有更高的运算和数据处理才能，更高的代码密度，更低的功耗。实践数据显现，EFM32TG840在履行32位乘法运算仅需4个内核时钟周期，32 位除法运算仅需8个内核时钟周期，而相应热表上运用的16位单片机却别离需求50和465个时钟周期。而恰恰在时刻数据转化芯片TDC-GP21上收集得到的数据均是32位长度，因而在运算和热量核算时均是32位的数据运算。可见，选用EFM32TG840能够让超声波热量表有更好的运算功用，然后使得整机能够缩短处在运转核算状况状况，到达下降运转功耗的作用。
EFM32TG840具有EM0-EM4共5种低功耗形式。在EM2的低功耗形式下，微操控器仍可完成RTC运转，LEUART、LETIMER 及LESENSE的通讯或操控功用，而功耗仅需900你A。并且它具有灵敏的唤醒方法和自主作业的PRS体系，能够由外部I/O、I2C通讯接口、 LEUART通讯信号等等方法唤醒。
EFM32TG840集成了8×20段的LCD驱动器，满意直接驱动超声波热量表液晶屏的需求，而功耗仅为550nA。EFM32TG840的 LCD驱动器内部集成电压升压功用和比照度调理功用，可完成在芯片内部VCMP电压比较器监控VDD电压，分等级敞开LCD升压及比照度调理，到达LCD 的现象作用杰出，即便体系电池跟着运用时刻添加呈现电压下跌现象。
图2 主控MCU及显现电路
EFM32TG840的I/O能够设置为低功耗形式唤醒及GPIO中止形式，因而外部操作按钮能够在低功耗条件下完成交互操控动作。
TDC-GP21超声波收集电路模块
TDC-GP21是德国ACAM公司在2011年11月底推出的新一代专门针对超声波热量表检测计量所用的数字时刻转化器。TDC-GP21芯片选用QFN32封装，除了具有TDC-GP2的功用外，还额定集成了超声波热量表所需求的信号处理模仿部分，例如模仿开关以及低噪声斩波安稳(主动进行温度电压校对)模仿信号比较器。TDC-GP21温度部分集成了施密特触发器，可直接接上温度传感器和参阅电阻，就能够进行高精度的丈量，丈量的功用远远超越热量表所需的要求。7x32bit的EEPROM单元，可用于存储热量表整表的ID信息及装备寄存器信息。
TDC-GP21需求两个供电电压，别离是中心电压VCC和I/O电压Vio，在本计划中选用了ACAM引荐的两个供电电压运用相同的电压源进行供电，并添加去耦双通道滤波电路以到达下降体系噪声的作用。其他部分电路例如换能器、PTC电阻的衔接以及晶体的接法均选用原厂供给的官方参阅电路进行建立。在时钟方面TDC-GP21将输出32.768KHz时钟，为EFM32TG840F32供给低频时钟，可节约主控MCU的低频晶振。
图3 TDC-GP21电路图
MBUS通讯电路模块
超声波热量表经过MBUS(Meter Bus)总线通讯进行主动抄表。现场的热量表可经过MBUS将数据上传到集中器，然后由集中器或再上一级集中器将数据经过以太网或无线GPRS通讯模块将数据传输的供暖中心的后台，进行计费及办理。本计划中选用TI公司的MBUS芯片为TSS721A。TSS721A是一种用于外表总线的收发器集成芯片，其内含接口电路能够调理外表总线结构中主从机之间的电平，一起该收发器可由总线供电，对从机不添加功率需求，总线可无极性衔接。TSS721A的衔接电路如图4所示。
图4 TSS721A衔接电路
红外通讯电路模块
依据《CJ/T 188-2004》技术规范文档，超声波热量表红外通讯选用38KHz的载波对通讯数据进行调制且有用通讯间隔大于2m，选用波长为940nm的红外发射管与接收管。供热办理人员能够运用手持红外抄表设备对超声波热量表进行抄表。红外通讯电路如图5所示。
