1、本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 代专利下载 1 元/篇 QQ 1410007848买 染料 及包装机械 请致电：0317-7723188 刘雨桐精品文档碱性玫瑰精 整理2011 年 10 月 2 号如需购买 碱性玫瑰精 ，请留下以下联系方式备用电话：0317-7896222 0317-7896333 传真：0317-7727900河北省东光宏浩染料 网址：联系人：刘雨桐本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 代专利下载 1 元/篇 QQ 1410007848买 染料 及包装机械 请致电：0317-7723188 刘雨桐IC 卡智能水表Intelligent Water Meter With IC Ca
2、rd摘要 介绍了 IC 卡智能水表的硬件设计和软件流程。该表具有较高的可靠性、稳定性和使用寿命-；可实现预付费供水、远程传输和远程控制。关键词 智能水表 IC 卡 单片机0 引言IC 卡预付费水表是以传统水表为母表-；用单坐上琴心机实现用水控制的新型仪表。该仪表的单坐上琴心机控制电路需在原水表的基础上重新设计控制盒并与水阀组装在一起。为了提高 IC 卡水表精密性、可靠性和稳定性-；在设计中采用了人性化设计理念。在降低功耗、提高使用寿命、降低成本的同时-；不但能实现预付费-；还能实现远程控制和信息的远程传输。采用 Microchip 公司新推出的单片机 PIC16C72-；以实现水表的智能化-；
3、该水表具有自动计数、自动供水断水、自动保存数据、自动报警、限制日用水量等功能。1 硬件设计图 1 是系统的硬件原理框图-；主要包括 PIC16C72 单片机、掉电检测电路、脉冲采样电路、存储器、IC 卡接口、阀门控制电路、显示电路和电源电路等。为了降低功耗-；芯片全部选用 CMOS 低功耗器件。图 1 硬件原理框图1.1 单片机PIC16C72 是一种带 2K 存储器的低电压、高性能 8 位单片机-；低功耗的闲置和掉电工作模式。该芯片的主要特征是：2.06.0V 宽工作电压-；低功耗状态电流小于 5 A-；自还上电复位电路-；内设电子看门狗-；配有异步串行通信口-；提供 2 个定时计数器-；全
4、部指令为单字节指令-；采用 ASIC 结构；内部有本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 代专利下载 1 元/篇 QQ 1410007848买 染料 及包装机械 请致电：0317-7723188 刘雨桐程序加密形状-；保密性高。一次性编程芯片价格十分低廉-；适用于研制与批量生产。1.2 掉电存储器EEPROM 电可擦除存储器是系统中的关键电路。它不仅可保证停电时系统所有数据的可靠保存-；还能防止程序意外跑飞造成 RAM 区数据丢失-；它是提高系统可靠性的关键。本系统 EEPROM 采用 AT93C46-；它的存储容量为 1024 位-；内部为 1288 位或 6416 位。93C46 为串行三线 SP
5、I 操作芯片-；在时钟时序的同步下接收数据口的指令。指令码为 9 位十进制码-；具有 7 个指令-；人心所向读、擦写使能、擦除、写、全擦、全写及擦除禁止。该芯片擦写时间快-；有擦写使能保护-；可靠性高-；擦写次数可达 100 万次-；非常适用于数据量不大的水表系统。图 2 给出了 93C46 与单片机的接线图。图 2 93C46 与单片机接线图1.3 IC 卡接口电路IC 卡选用西门子公司生产的 SLE4442-；该芯片内部设有硬件逻辑判断电路-；数据区分为用户区、密码区、存储区等-；存储区数据访问需先比较密码-；在密码比较错误 4 次后芯片自锁-；有较高的安全等级。图 3 为 CPU 与 I
6、C 卡的接线图-；图中采用 I2C 总线形式-；支持 ISO/78163 同步舆协议。在实际使用中-；为防止插入铁片等异物-；V DD应用 CPU 口单独控制。IC 卡存储器内可存储用户码。购水度数或金额等数据-；在每次拉入 IC 卡时-；开关 S 被闭合-；通过中断口单片机被唤醒并读 IC 卡。在确认 IC 卡为合法时-；读取其中水度数并与表内相加-；这样 IC 卡就代替了过去人工抄表收费的全部工作。本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 代专利下载 1 元/篇 QQ 1410007848买 染料 及包装机械 请致电：0317-7723188 刘雨桐图 3 CPU 与 IC 卡接线图1.4 显示电路
7、系统为降低功耗-；采用 LCD 显示-；而 PIC16C72 没有驱动 LCD 能力-；因此采用 HT162LCD 驱动专用芯片。该芯片可在静态或动态方式下工作-；最大可驱动128 像素-；睡眠状态电流小于 9 A-；与单片机连接只需 3 个口线。1.5 其它脉冲采样。水表中有机械转轮-；采用于簧管与磁铁配合-；可完成脉冲采样-；CPU 在测试脉冲时需加软件防抖动程序。 掉电检测电路。采用 HT7039 芯片-；只需消耗 1 A 电流可完成电池失压检测。这里也可使用 MAX810 等芯片。 电源。系统采用外接三节 5 号电池供电。其内部备用 1.2Ah 锂电池-；使用时外接电池接好后-；系统供
8、水-；若外接电池失压-；立即关阀-；备用电池确保阀门安全关闭。单片机睡眠后静态电流在 10 A 以下-；普通电池可使用 1 年以上。2 软件设计软件由主程序、掉电中断程序、脉冲中断程序和 IC 卡中断程序组成-；图 4、图 5、图 6 和图 7 分别为 4 个程序的软件流程图。图 4 主程序流程图本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 代专利下载 1 元/篇 QQ 1410007848买 染料 及包装机械 请致电：0317-7723188 刘雨桐图 5 掉电中断流程图图 6 脉冲中断流程图图 7 IC 卡中断流程图主程序主要完成水量多少及关阀判断-；平时处于睡眠状态。当表内剩余水量秋5m3时-；表内蜂
9、鸣器发出提示音-；以提醒用户水量剩余不多-；请速购水。表内剩余量为 0 时-；切断阀门-；停止供水-；从而完成用水必须先交费的方式。本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 代专利下载 1 元/篇 QQ 1410007848买 染料 及包装机械 请致电：0317-7723188 刘雨桐掉电中断程序是 CPU 在检测到电池失压后-；将 RAM 区的所有数据写入 EEPROM中-；以保证下次上电安全读出。IC 卡中断程序在用户插入 IC 卡时-；读取卡中数据-；并对数据的合法性进行判别后-；执行购水量的累加-；并打开阀门恢复供水。脉冲中断是最简单的程序-；保证水量的正确计算。3 个中断均可唤醒CPU-；主程
10、序在被唤醒后-；执行一次程序后进入睡眠状态。在设计中注意了低功耗设计。可将存储器、IC 卡电源口用 CPU 控制-；每当读写时才供电-；不仅可降低功耗-；而且防止 IC 卡口插入铁片造成电源短路情况发生。为防止水阀长时间不工作造成锈死-；可每隔一段时间 CPU 自动形状阀一次-；防止阀门生锈。参考文献1 窦振中. PIC 系列单片机原理和程序设计. 北京: 北京航天航空大学出版社, 19982 邵建平. 智能开发者指南. 北京: 电子工业出版社, 2000-收稿日期: 2002-01-11.作者赵四海, 男, 34 岁, 1990 年毕业于兰州大学; 精通电路设计, 特长是四位和八位单片机软件开发.
