基于单片机的IC卡智能水表设计中期检查表
基于P87LPC764单片机的智能IC卡水表
Ｃ Ｔ４ Ｃ Ａ ２ Ｗ ０２存 储 芯 片 。 Ｃ Ｔ ４ Ｃ ２ Ａ ２ Ｗ Ｏ 是 一 个 ２ 串行 Ｃ Ｓ ＥＰ Ｐ 内 部 含 Ｋ ＭＯ ２Ｒ Ｍ 有 ２ ６ 个 ８ 位 字 节 ，ＡＴ ４ Ｃ ２ 有 一 ５ Ｃ ２Ｗ ０
量 脉 冲计 数 ， 个 脉 冲 计 Ｏ１ 水 。 水 量 一 ．ｍ。
产 的 P 8 7 L P C 7 6 4 微 功 耗 8 位 单 片机
， ，
它 是 2 0 管 脚 封 装 的单 片 机 体 积 小 适
合 于 许 多要 求 高 集成 度
，
、
低 成 本 的场
。
合 可 以 满 足 许 多 方面 的性 能 要 求
单 片机 是 智 能 IC 卡 水 表 的 核 心
处 理 来 自各 个 元 器 件 送 来 的讯 息
，
，
用 户若 想继 续 用 水
，
必 须 重 新 向 自来
水公 司 购水
三
、
。
硬 件设 计
电 路 设 计 ：智 能 lC 卡 水 表 数 据 处
理 及 控 制 电路 原 理 图 如 图 1 所 示
，
。
单 片 机 的选 择 及 功 用
，
单 片机 是
智 能 lC 卡 水 表 的 核 心 部 件 经 过 精 心 考 虑 我 们 采 用 P H IL I P S 半 导 体 公 司 生
，
，
。
在
本 电路 中 干 簧 管 K 1 接 在 单 片 机 的 第
8
个管 脚 上 当 转盘 每 转
，
一
圈 安 装在
，
一
计 数盘 位 上 的磁 铁 经 过 干 簧 管
使 其 闭合 即 在 信 号 端 产 生
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计【摘要】本文的重点是对新型的IC卡智能水表电路进行设计和研究，它的主要特征是：以STC89C52单片机为核心，可以实现对IC卡的读写，对液晶屏幕的显示、电磁阀的开闭，对流量计脉冲的提取进行控制。
此外，它还拥有存储电路，可以完成对水表信号的读写处理，并对水表工作进行监控。
同时还能提供安全保护、自动报警、通讯接口等电路设计，以满足用户对IC卡智能水表控制系统的要求。
通过现场数据采集和实时传输水表数据，可以轻松准确地了解用户的用水量、剩余水量和购水量等信息，实现对用户的实时监控。
【关键词】单片机IC卡智能控制水表1水表的系统方案设计本系统以实现控制水的功能为基本原则，同时又要满足低功耗的要求。
首先，用户持IC卡到自来水公司购水，自来水公司用读写器把购水记录的数据写入IC卡中，之后用户将IC卡放在水表的读取和写入模块的感应区，然后IC卡读取和写入模块把IC卡中的数据传输到单片机，单片机就会根据IC卡中有无余额来决定是否要打开电磁阀，同时在LCD模块上显示出水表中的结余金额、用水量、余水量等信息；在用户用水时，流量传感器会将收集到的用水量数据的脉冲信号传输给单片机，通过单片机来计算目前的余额。
当余额低于设置值时，将发出警报，当余额为零时，将自动将电磁阀关闭，直至再次读入IC卡中。
此外，在这个设计中，还考虑到了防拆卸的功能，如果有人想要强行拆卸水表，就会触发水表内的防盗开关，当单片机探测到这个信号时，控制电磁阀自动关闭，并且报警器会发出警报声。
2 智能水表的硬件部分设计2.1 主控制装置本设计所采用的STC89C52是一个8位的CMOS51单片机，它有8KB的可编程性和可擦去性。
其具有32个输入输出端口、6个中断信号和2个计时器。
芯片中的闪存能够让程序在系统中进行更改，或者利用传统的非易失内存编程器改写相应的程序。
STC89C52是一种功能强大，性能稳定，性价比较高，在各类控制系统中有着广泛的应用。
基于单片机的IC卡智能水表设计
基于单片机的IC卡智能水表设计一、IC 卡智能水表的工作原理IC 卡智能水表主要由流量传感器、单片机控制单元、IC 卡读写模块、显示模块和阀门控制模块等组成。
流量传感器用于实时检测水的流量，并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机作为核心控制单元，负责对流量数据进行处理、计算水费、与 IC 卡进行通信以及控制阀门的开关。
IC 卡读写模块用于读取用户的 IC 卡信息，包括用户余额、用水数据等，并将水表的相关数据写入 IC 卡。
显示模块则用于显示用户的用水量、余额等信息。
阀门控制模块根据单片机的指令，控制水表阀门的开启和关闭，以实现用水的控制。
二、硬件设计1、单片机选型选择合适的单片机是整个设计的关键。
需要考虑单片机的性能、资源、功耗和成本等因素。
常见的单片机如 STM32 系列、AVR 系列等都可以满足需求。
2、流量传感器流量传感器的精度和稳定性直接影响水表的测量准确性。
可以选用电磁式、涡轮式或超声波式流量传感器。
3、 IC 卡读写模块IC 卡读写模块需要支持常见的 IC 卡类型，如 SLE4442 卡、Mifare 卡等，并具备可靠的读写性能。
4、显示模块可以采用液晶显示屏（LCD）或数码管显示，以清晰地显示用水量和余额等信息。
5、阀门控制模块阀门控制模块通常采用电动阀门或电磁阀，通过单片机的输出信号来控制阀门的开关。
三、软件设计1、主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括单片机内部资源的初始化、各模块的初始化等。
然后进入循环，不断检测流量传感器的信号，进行流量计算和水费计算。
同时，检测 IC 卡的插入，进行读写操作，并根据用户余额和用水情况控制阀门的开关。
2、流量计算算法根据流量传感器输出的信号，采用合适的算法计算水的流量。
常见的算法有定时采样法、脉冲计数法等。
3、 IC 卡通信协议遵循 IC 卡的通信协议，实现与 IC 卡的数据交换。
包括读取卡内的用户信息、写入水表的用水数据等。
4、阀门控制算法根据用户余额和用水情况，制定合理的阀门控制策略。
单片机毕业设计中期检查表
第7周：根据控制方案，对控制系统的硬件电路做出设计；
第8-10周：针对硬件电路画出软件流程图，使用Keil软件编写相应的软件程序,并调试；
第11-12周：针对控制电路运利用开发板调试并制作焊接实物；
第13周：将前期分部设计结合起来，对整体的硬件与软件做出合理的调整与调试；
第14周：将所有设计整理成稿，并排版打印；
第15周：做出答辩前的充分准备，迎接答辩。
按照进度检查情况记录（不够可另行附页）：
一、已完成的内容：
1.已完成开题报告及相关文献的查找；
2.已选定设计方案；
3.已完成硬件电路设计部分；
4.已完成软件电路部分；
二、正在进行的内容：正在进行电路仿真设计以及论文的初稿；
XXXX大学毕业论文（设计）中期检查表
学院（盖章）：电气与控制工程学院专业：电气工程及其自动化
论文（设计号：XXXXXXXX
姓名：XXX
指导教师：XX
职称：教授
计划完成时间：2018年5月中旬
论文（设计）的进度计划：
第5周：分析课题，针对题目及系统设计要求查阅相关资料，完成开题报告；
三、尚需完成的内容：
1.实物的焊接；
2.系统调试；
3.论文初稿；
4.论文定稿；
四、存在的问题：
1.文献资料不够齐全；
2.毕业设计时间紧迫；
3.对仿真软件的应用不熟练；
五、拟解决的方案：
1.多请教相关专业的老师、同学或朋友，寻求帮助。
2.上网或到电子图书馆找统计年鉴等资料，补充最新的数据。需要去学校图书馆多方面查阅资料
指导教师意见（不少于100字）：
指导教师签字：
年月日
基于单片机的智能水表设计
ii
目
录
摘 要........................................................................................................................ i ABSTRACT.............................................................................................................. ii 目 录......................................................................................................................iii 1 绪论....................................................................................................................... 1 2 系统分析及设计方案........................................................................................... 2 2.1 系统设计技术指标.................................................................................... 2 2.2 系统主要硬件............................................................................................ 2 3 硬件设计................................................................................................................ 3 3.1 AT89C51 单片机的介绍............................................................................ 3 3.2 流量传感器............................................................................................... 9 3.3 阀门驱动电路......................................................................................... 10 3.4 读写模块................................................................................................. 11 3.5 通信模块.................................................................................................. 13 3.6 显示电路.................................................................................................. 15 3.7 报警电路.................................................................................................. 15 3.8 电源电路.................................................................................................. 16 4 软件设计.............................................................................................................. 17 4.1 设计思路.................................................................................................. 17 4.2 主流程图.................................................................................................. 18 4.3 protues 仿真 结 论..................................................................................................................... 21 致 谢..................................................................................................................... 22 参考文献................................................................................................................. 23 附录 一................................................................................................................... 24 附录 二................................................................................................................... 27
基于单片机MSP430的智能水表设计
图 １ 系统框图
２ 硬件设计
２．１ Ｍ ＳＰ４３０Ｆ１４９单 片 机 系统 中单 片 机 的 主要 功 能有 ：对 流量 信 号 进行
计 数 ，并计 算 累计 用 水 量 、本 月 用 水 量 和 可用 水 量 ； 从 Ｉｃ卡读 入 购 水 金 额 ，并 计算 购 水 量 ；根 据用 水 量 对 水 表 阀门进 行开关 控 制 ；通过 ＬＣＤ显示 器 显示 相 应 信 息 ；在 低 电压 或 可用 水 量 低 于 阀值 的情 况 下 进 行 报警 。
０ 引言
长期 以来 ，我 国居 民所 使 用 的水 表 普 遍 是普 通 机械 旋翼 湿式 水表 ，此方 式存 在着 收 费周期 长 、收 费 困难 、效率 低 下等缺 点 。随着 生 活水平 的不 断提 高 ， 住 宅 智能化 越来 越受 到 人们 的关 注 ，Ｉｃ卡 智 能水 表 实现 了预付 费 功能 ，不但 使物 业管 理更 加人 性化 ，也 方 便 了节 约水 资源 的科 学管 理 ，而且 “一 卡 通 ”安 全 可 靠 ，给人 们 的生活 带来 了便 利 。 因此 ，研 制一种 低 功 耗 、计量 准确 的智 能水 表显 得极 为重 要 。
１ 系 统 设计
该 智 能 水表 的设 计 原则 是 在 低 功耗 的前 提 下 ， 实 现多 功能 ，组 成框 图如 图 １所 示 。 系统 以价 格 低 廉 、低功耗、性能可靠 的单片机 ＭＳＰ４３０Ｆ１４９作为核 心 控制 芯片 ，完 成 ＩＣ卡读 写 、流量 采 集 、电 压监 测 、 电磁 阀控制 、ＬＣＤ显示 及报 警功 能 。
收 稿 日期 ：２０１２—０３—１４ 作者简介 ：沈燕妮 （１９８３），女 ，硕士 研究生 ，主要研 究 自动化仪 器仪表 ，嵌入式 开发 与应用等 。
基于51单片机的ic卡智能水表课程设计
基于51单片机的ic卡智能水表课程设计基于51单片机的IC卡智能水表课程设计一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，水资源的合理利用和管理变得愈发重要。
传统的水表只能实现简单的读数功能，无法满足现代社会对智能化水表的需求。
本文将介绍一种基于51单片机的IC 卡智能水表的课程设计方案，通过对IC卡的读写和水表计量功能的结合，实现对用户用水量的监测和管理。
二、课程设计方案1. 系统框架本课程设计采用51单片机作为控制核心，通过与IC卡、水表及相关传感器的连接与通信，实现智能水表的计量、存储和管理。
系统框架包括IC卡读写模块、水表计量模块、显示模块和数据管理模块。
2. IC卡读写模块IC卡作为存储用户信息和充值记录的介质，需要通过51单片机与系统进行数据交互。
本课程设计中，采用SPI总线通信协议，通过51单片机的SPI接口与IC卡进行通信，实现对IC卡的读写操作。
IC卡中存储了用户的身份信息、充值金额和消费记录等数据，通过读卡器读取IC卡中的数据，传输给51单片机进行处理。
3. 水表计量模块水表计量模块通过与水表传感器的连接与通信，实现对用户用水量的实时计量。
本课程设计中，采用脉冲计量的方式，水表传感器产生的脉冲信号通过51单片机的外部中断引脚接收并计数，实时记录用户的用水量。
通过设置合适的脉冲与用水量的换算关系，可以准确地计量用户的用水量。
4. 显示模块显示模块用于显示用户的用水量和剩余金额等信息，方便用户实时了解自己的用水情况。
本课程设计中，采用LCD液晶显示屏作为显示设备，通过51单片机与LCD显示屏进行通信，将计量数据和相关信息显示在屏幕上。
5. 数据管理模块数据管理模块用于对用户的用水量和消费记录进行管理和统计。
本课程设计中，采用EEPROM作为数据存储介质，通过51单片机与EEPROM进行通信，实现对用户信息、充值记录和消费记录等数据的读写操作。
通过数据管理模块，可以实现对用户用水量和消费情况的管理和查询。
基于MSP430单片机的智能IC卡水表控制器
基于MSP430单片机的智能IC卡水表控制器陈义平【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)011【摘要】介绍了一种以MSP430单片机为控制核心的IC卡水表控制器的设计方案.将微控制器和4442卡技术、I2C总线技术、流量计量技术及低压检测技术等相结合,实现了水表管理的高效率和智能化.详细介绍了该控制器的基本结构及各模块的软硬件设计原理.样机试验表明该智能水表控制器具有功能完善、计量准确及通信可靠等特点.%A design scheme of intelligent IC card water meter controller which takes MSP43O as the control core is introduced. The high-efficiency and intelligentization of water meter management which combines microcontroller with the technologies of 4442 card. I2C bus, flow metering and low voltage detection were realized. The basic structure of the controller and the design principle of module software and hardware are introduced in detail. The prototype experiment show that the intelligent water meter controller has the advantages of perfect function, accurate metering and reliable communication.【总页数】3页(P123-125)【作者】陈义平【作者单位】黑龙江科技学院电气与信息工程学院,黑龙江哈尔滨150027【正文语种】中文【中图分类】TN710-34【相关文献】1.基于MSP430系列单片机的智能IC卡热量表电控系统设计 [J], 昝元峰;王树众2.基于MSP430单片机的新型智能IC卡水表 [J], 王云平;任力;李朝东;邵定国3.基于AT90S8515单片机的新型智能IC卡水表的设计 [J], 汪建新;刘治汶;薛淼4.基于P87LPC764单片机的智能IC卡水表 [J], 丽花;张海龙5.基于MSP430单片机的新型智能IC卡天然气表设计 [J], 韩华刚;李迎春;易晓明;上官丰收;杨力能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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基于单片机的IC卡智能水表设计中期检查表毕业设计(论文)中期检查表题目名称: 基于单片机的IC卡智能水表设计
设计人姓名所学专业自动化班级一、阶段性成果
到现在为止，毕业设计的时间过去了一半了，这几周的时间里我严格按照设计的要求进行着设计。
首先是开题报告的撰写，其次是对单片机的基础知识和IC卡智能要求两大方面的工作原理进行深入的学习，通过以上对IC卡智能知识的学习，我初步拟定了本设计的设计思路，并对其中的各个环节做出了准确的定位，完成了单片机电路的设计和IC卡智能系统的设计。
通过前几周对IC卡智能水表知识的学习，可以说在本阶段我取得了一定的阶段性的成果。
首先，我对智能软件控制系统有了深入的了解，掌握了其中一些控制部分的知识，比如IC卡的自动识别以及单片机控制流量传感器电气控制系统，单片机CPU具有一个16位的RISC精简指令计算机结构，对应用是高度透明的。
所有的操作，除了程序流程指令，都是通过源操作数的7种寻址模式和目标操作数的四种寻址模式的组合对寄存器进行的。
CPU集成了16个寄存器，减少了指令执行时间。
寄存器到寄存器操作的执行时间是一个CPU周期。
4个寄存器(程序计数器、堆栈指针、状态寄存器、常数发生器)用作特殊用途，其余的都可以用作通用寄存器。
外围模块通过数据、地址、和控制总线与CPU相连。
通过所有存储器操作指令可以很容易的对它们进行控制。
数的四种寻址模式的组合对寄存器进行的。
单片机的抗干扰能力有限，所以我们加设看门狗定时器。
主要是实现单片机安全运行。
为了保证系统在遭受干扰后能自动恢复正常，看门狗定时器(Watchdog Timer)是很有利用价值的，其主要功能是在发生软件问题后进行控制系统的重启。
如果选定的时间间隔溢出，系统产生复位。
如果看门狗功能应用中不需要，这个模块可以配置为间隔定时器在选定的时间间隔产生中断。
通过本阶段的设计，我学到了很多以前并没有接触过的新知识，也是第一次运用，虽然有些吃力，但是我尽力了，感觉收获还是很大的。
时至今日，我对本次圆满完成设计任务还是很有信心的，我会尽心尽力。
二、存在问题
要圆满完成单片机智能水表系统的设计，不仅要设计出水表的硬件部分和软件部分，模拟仿真环节也是必不可少的。
要想真正做到模拟仿真必须要求完成整个水表控制系统软件部分的设计，然而各个环节的软件程序简单相加并不等于整个系统的软件程序，程序模块之间衔接和连续性事一定要保证的的。
至于IC卡识别系统和读取系统的软件程序我还是不太了解，故无从研究其具体的功能实现的原理，模拟仿真不能够做到，也就是智能水表系统的实用性无法保障，只能在理论上达到可行性而已。
如果深究智能水表的实用性和可行性，还要做进一步的深入讨论和研究。
三、拟采取的研究方法和可行性分析
在本次设计中，采用的方法是将IC卡读取识别技术与单片机控制技术结合起来，实现水表的智能化。
IC智能卡的运用、单片机的控制可以实现水表自动供停水，LCD显示水量的应用，使智能水表更加明了方便。
在防干扰方面也做了相应的处理，智能水表是设计功能可以实现。
四、指导教师对学生劳动纪律、设计(论文)进展等方面的评语
指导教师签名: 年月日。