基于单片机的智能水表设计

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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

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。

基于单片机的智能水表的设计毕业设计论文

基于单片机的智能水表的设计毕业设计论文

重庆交通大学(重庆通信学院办学点)毕业设计论文题目:基于单片机的智能水表的设计专业:电气工程及其自动化毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)指导教师:(签名)单位:(盖章)年月日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)评阅教师:(签名)单位:(盖章)年月日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)教研室主任(或答辩小组组长):(签名)年月日教学系意见:系主任:(签名)年月日摘要为适应国家用水制度的改革,研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动控制,减轻供水管理部门因“先供水后收费”造成的资金压力,减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷,用现代科学技术手段改变自来水管理体制的落后现状,势在必行。

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案1文献综述1.1课题的背景及意义环境与发展,是当今国际社会普遍关注的重大问题,保护环境是全人类的共同任务。

水资源作为生态环境中的重要资源,是人类生活的生产中不可取代的资源,对一个国家的生存和发展也是极为重要的。

水资源是一切生命的源泉,是人类不可缺少的物质条件,没有水人类就不能生存,没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。

IC卡智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比,是一个很大的进步。

IC卡智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外,还可以按照约定对用水量自动进行控制,同时可以进行用水数据存储的功能。

由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行,因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。

IC卡交易系统还具有交易方便,计算准确,可利用银行进行结算的特点[1]。

IC卡智能水表及其管理系统的出现,将从根本上解决了已上问题。

采用IC卡智能水表进行交易结算,不但实现了用水收费的电子化,而且还改变了先用水后收费的不合理状况,使的供水部门能预先收取部分费用,有利于公用事业的发展。

IC卡智能水表具有成本低、可靠性高、使用寿命长及安全性好等优点,可提高居民用水收费的管理水平,确保供水部门能及时收取水费。

因此,IC卡智能水表成为相关科研单位关注的重点,具有很好的经济效益与社会效益[2]。

1.2 智能水表的发展趋势随着微电子技术的快速发展,加上国家相关政策的推动,民用计量仪表的智能化将是一个必然的发展方向。

这不仅是中国的一种趋势,也将成为世界性的趋势。

而在近十年里,单体式智能IC卡类仪表又将会是发展主流。

从实际情况看,现在的IC卡智能水表确实还存在着许多影响其大规模推广使用的问题。

这些问题集中起来主要是(1)价格太高;(2)质量不可靠;(3)存在安全隐患。

基于MSP430F413的新型智能水表的设计

基于MSP430F413的新型智能水表的设计

2 智能水表的工作原理
本文设计的智能水表的工作原理:用户先 购买IC卡(用户卡),并携带IC卡至收费 购买IC卡(用户卡),并携带IC卡至收费 工作站交费购水,工作人员将购水量等信 息写入卡中。用户将卡插入IC卡水表表座 息写入卡中。用户将卡插入IC卡水表表座 内时,IC卡水表内单片机识别IC卡密码, 内时,IC卡水表内单片机识别IC卡密码, 校验并确认无误后,将卡中购水量与表内 剩余水量相加后(初次使用时,剩余水量 为零),写入IC卡水表内的存储器,进而 为零),写入IC卡水表内的存储器,进而 控制电阀开通阀门供水。
2) IC卡接口。 IC卡接口。
3) 液晶显示器
4) 电源低电压检测电路
5) 脉冲采集电路
本系统中水表的基表采用符合ISO 4064B标准的 本系统中水表的基表采用符合ISO 4064B标准的 旋翼式冷水水表。该表计数机构与测量机构经磁 耦合传动,采用干簧管传感器计量发讯,每流经 0.01m3水时产生一个脉冲。为了有效防止各种可 0.01m3水时产生一个脉冲。为了有效防止各种可 能的干扰抖动而产生的多计数现象,本设计中采 用双干簧管双脉冲通过由电容和电阻组成的防抖 电路输入单片机计数,当两个脉冲输入段依次有 脉冲输入的时候才产生一个有效脉冲计数,两个 脉冲有互锁功能,P1.3和P1.4作为脉冲输入端。 脉冲有互锁功能,P1.3和P1.4作为脉冲输入端。 每输入一个脉冲,在存储器中减去相应水量。表 内设有磁保护装置,具有较强的抗外磁干扰能力
3.4 系统抗干扰的设计
4 结束语
实践证明:本文所设计的智能水表从管理 上讲对用户实行“先买水后用水”的预付 费管理方式,在一定程度上改善传统管理 模式的种种弊端,符合我国的基本国情, 有很强的适用价值。
1 MSP430F413简介 MSP430F413简介

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

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。

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计附程序+图

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计附程序+图
1.1本研究课题的背景及意义
环境与发展,是当今国际社会普遍关注的重大问题,保护环境是全人类的共同任务。水资源作为生态环境中的重要资源,是人类生活的生产中不可取代的资源,对一个国家的生存和发展也是极为重要的。水资源是一切生命的源泉,是人类不可缺少的物质条件,没有水人类就不能生存,没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。
Thispaperhas finished the systematic hardware circuitsdesign and software design. Hardware circuit adoptsmodule design, includingwater flowmeasuringcircuit, IC card interface circuit, electromagnetic valve urge circuit, warning circuit, LED display circuit,etc. The workingprinciplesof every moduleare analyzed in details.The softwareof the system is finished inassembler language, the flowcharts areprovided.
IC卡智能水表及其管理系统的出现,将从根本上解决了已上问题。采用IC卡智能水表进行交易结算,不但实现了用水收费的电子化,而且还改变了先用水后收费的不合理状况,使的供水部门能预先收取部分费用,有利于公用事业的发展。IC卡智能水表具有成本低、可靠性高、使用寿命长及安全性好等优点,可提高居民用水收费的管理水平,确保供水部门能及时收取水费。因此,IC卡智能水表成为相关科研单位关注的重点,具有很好的经济效益与社会效益[1] [2]。

基于单片机的智能水表设计

基于单片机的智能水表设计

ii


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

基于单片机的IC卡水表的设计学士学位论文

基于单片机的IC卡水表的设计学士学位论文

基于单片机的IC卡水表的设计摘要智能IC卡水表是一种集计量功能和控制功能为一体的水量计量装置,是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、对用水量进行计量并能进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

该水表的研发从根本上改变了自来水公司传统的工作方式,形成了先买卡充值再用水的服务模式,有效的避免了水费的流失、为降低自来水公司经营成本提供了先进的管理手段,解决了长期困扰供水行业的水费拖欠问题,更重要的是使公民的用水观念和供水部门的管理方式发生了根本改变。

本次设计的智能IC卡水表系统利用单片机AT89C51作为主要芯片,完成了充值、扣费、复位等功能。

显示部分采用LCD12864液晶显示器,能够支持汉字和数字输出,简单明了。

键盘采用矩阵键盘模块,输入方便。

IC卡采用了西门子公司的SLE4442逻辑加密卡。

设计结果表明,此系统设计容易,结构简单,造价低廉,维修方便。

本文详细介绍了系统的整体原理,分析了系统的硬件及软件设计,并制作了实物。

关键词:单片机;IC卡;智能水表AbstractThe intelligent IC card water meter is a kind of water metering measuring function and control functions of the device, is the use of modern microelectronic technology, modern sensor technology, '(new water meter card technology of the water metering and can use data transfer and settlement of transactions. Research and development of the water change water company the traditional working way fundamentally, formed the card to buy water service mode, in order to avoid water loss, provides advanced management method to reduce the water company operating cost, solve the problem of arrears of long-term problems in water supply industry water, more important is to make a fundamental change in the concept of water use and water supply departments of civil management.The design of the intelligent IC card water meter system using single chip microcomputer AT89C51 complete recharge, fee deduction, reset functions. The display part using LCD12864 liquid crystal display, can support Chinese characters and the digital output, simple and clear. The keyboard using matrix keyboard input module, convenient. IC card using SLE4442 logic encryption card Siemens ltd.Results show that, this system is easy to design, simple structure, low cost, convenient repair. This paper introduces the principle of the whole system, discusses the hardware and software design of the system and create the physical.Key words:microcomputer;IC card;Intelligent water meter目录1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 传统水表 (1)1.2.1 传统水表的主要结构 (1)1.2.2 传统水表的主要特点 (1)1.3 智能IC卡水表 (2)1.3.1 智能IC卡水表的主要特点 (2)1.4 IC卡的发展历史 (3)1.5 研究内容 (3)2 IC卡水表的整体设计 (5)2.1 系统的功能说明 (5)2.2 系统总体方案设计 (5)2.2.1 IC卡选择 (6)2.2.2 键盘选择 (7)2.2.3 显示器的选择 (7)3系统各模块硬件电路设计 (9)3.1Protel电路原理图设计软件 (9)3.2 单片机部分 (12)3.2.1单片机AT89C51介绍 (12)3.2.2 AT89C51主要管脚介绍 (13)3.2.3 芯片擦除 (14)3.3 时钟电路和复位电路 (15)3.4 LCD12864液晶显示电路 (16)3.5 SLE4442IC卡部分 (17)3.5.1 SLE4442IC卡的主要指标 (17)3.6 键盘设计 (18)3.7 报警电路 (19)4 软件设计 (20)4.1 主程序设计 (20)4.2 子程序流程图 (21)4.2.1充值程序流程图 (21)4.2.2 用水扣费程序流程图 (22)5 编程与系统调试 (24)5.1 编程工具Keil (24)5.1.1 uvision4集成开发环境介绍 (25)5.2调试结果 (26)5.2.1 实物调试 (26)5.2.2 上电选择 (26)5.2.3 充值界面 (26)5.2.4 用水扣费状态 (27)结论 (29)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 英文原文 (33)附录B 汉语翻译 (39)附录C 主要程序 (44)附录D电路原理图 (48)1 绪论1.1课题背景科学技术发展的脚步越来越快,加快了资源的消耗,特别是人们日常生活必不可少的淡水资源。

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毕业设计(论文)论文题目基于单片机的智能水表设计学号:XXXXXXXX姓名:XX专业:电气工程及其自动化系别:指导教师:XXXXXXX年XX月摘要本文以智能IC卡水表系统为研究对象,研究了基于单片机的智能水表的设计。

首先提出射频IC智能水表系统的设计方案; 其次对系统硬件电路结构进行了设计; 再次介绍了系统软件设计原则以及控制流程。

该智能水表以低功耗、低电压、高性能的8 位单片机AT89C51为核心,以防干扰性能极高的双干簧管为流量传感器,另外本设计还有可显示状态字的LED 显示屏以及报警模块,剩余水量到报警值或为零时,门阀驱动电路运作,自动关阀中断供水。

采用射频读写芯片,当IC 卡贴近感应区时,通过读卡芯片读入所购水量并和水表内剩余水量累加,并写入射频卡水表内存储器。

本设计不仅可以改善传统水表功能单一的缺点,测量精度更高,功能更强,可靠性更好,还能从根本上改变用户先用水后交费,采用人工抄表、按户收费的现状,彻底改善工作量大,收费周期长,收费困难,效率低下等缺点。

关键词:智能水表;射频IC卡;AT89C51ABSTRACTWith the intelligent IC card water meter system as the research object, research the design of intelligent water meter based on single chip microcomputer. First ,put forward the design scheme of RF IC intelligent water meter system; secondly, design hardware circuit structure of the system ; Finally, introduce software design principle of the system and control process. The intelligent water meter with 8 bit microcontrollerAT89C51 for low power, low voltage and high performance as the core, double reed pipe for high anti-interference performance as the flow sensor, can also be capable of displaying status word of LED screenand has alarm module.When the surplus water to the alarm value or zero, gate drives circuit operation,and shut water supply valve automatically. Using radio frequency read-write chip, when the IC card close to the induction zone, read the purchasing amounts and cumulative surplus water accumulation in the water meter through the chip card reader , a nd write in the memory of RF card water meter . This design not only improves the shortcoming of the traditional water meter with Single function,which has higher precision, stronger function and better reliability, but also fundamentally changes the present situation where people must use water first and pay after, where use manual meter reading, where charge by households, thoroughly improves the disadvantages of the big workload , long cycle of the charge, difficult charging and the low efficiency .KEYWORDS:RF IC card;AT89C51;Intelligent water meter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)1绪论水资源短缺现象日益严重,加强用水科学管理是当前首要任务。

长期以来,我国城镇居民都是先用水后交费,采用人工抄表、按户收费的方式。

传统水表主要结构由硬件构成,以相对固定形式确定下来,所实现的功能较单一。

因此研制一种低功耗、计量精确方便的智能水表显得极为重要。

随着科学技术的发展,智能IC卡水表渐渐走入了人们的生活。

1997年第一个代码预付水表产生了;1998年射频卡水表研究成功;1999年新一代的接触式IC卡水表(采用逻辑加密卡)及CPU卡水表研制成功:2000年TM卡水表产生了;2001年具有防水功能的接触式IC卡水表研制生产。

20世纪90年代初期,中国各地对水表计量精度等级达到A级就满足了,而美国普遍要求相当于国际标准的C级。

近年来世界性共同倾向对水表的质量要求提高,向工业发达国家靠近,如乌拉圭国家要求速度式C级计量精度等级,澳大利亚要求D级。

中国市场上,速度式水表从B级到C级,容积式从C级到D级,纯净水用户指定要求D级水表。

我国的传统水表必须进行改进才能适应社会和经济的发展。

测量精度高、功能强、可靠性好,智能化,小型化、使用灵活方便成为研究本课题的重要方向。

本文以智能IC卡水表系统为研究对象,首先提出射频IC智能水表系统的设计方案; 其次对系统硬件电路结构进行了设计; 再次介绍了系统软件设计原则以及控制流程。

该智能水表以美国ATMEL 公司生产的一种低功耗、低电压、高性能的8 位单片机AT89C51为核心,以双干簧管为流量传感器,另外本设计还有可显示状态字的LED 显示屏以及报警模块,剩余水量到报警值或为零时,门阀驱动电路运作,自动关阀中断供水。

采用射频读写芯片,当IC 卡贴近感应区时,通过读卡芯片读入所购水量并和水表内剩余水量累加,并写入射频卡水表内存储器。

2系统分析及设计方案本文以智能IC卡水表系统为研究对象,研究了基于单片机的智能水表的设计。

了解智能IC水表系统的工艺过程,对被控对象进行整体分析,设计整体系统方案;根据智能IC水表系统的特点,完成系统的硬件设计;在硬件设计基础上,完成系统软件部分的设计,包括主程序、初值设定子程序、LED 显示子程序等;2.1系统设计技术指标(1)实现智能水表精确测量,达到 1 级精度要求的方法。

此处涉及到水量计量芯片的选择、CPU 的选择、软件算法的构架、PCB 布局等影响测量精度因素的研究。

(2)实现水表智能化管理的具体方法。

涉及到的研究内容有:数据存储的方法、系统通过 RS485 与上位机通信实现方法、系统通过红外与其他设备通讯的实现方法。

(3)实现系统供电电源的方法。

此处涉及到交流电源转直流稳压电源的研究。

2.2系统主要硬件单片机的最小系统、流量传感器、显示电路、电源模块、报警电路、门阀驱动电路、读写模块等,系统的结构如图所示。

图13硬件设计单片机的最小系统、流量传感器、显示电路、电源模块、报警电路、门阀驱动电路、读写模块等3.1 AT89C51单片机的介绍AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机而在众多的51系列单片机中,要算ATMEL 公司的AT89C51更实用,也是一种高效微控制器,因为它不但和8051指令、管脚完全兼容,而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的,这种工艺的存储器,用户可以用电的方式达到瞬间擦除、改写。

而这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。

AT89C51提供以下标准功能:4k 字节Flash 闪速存储器,128字节内部RAM,32 个I/O 口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。

同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

AT89C51是一种CMOS 八位微处理器,而且在其片种能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。

它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容,可完全代替MCS-51系列单片机,而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。

AT89C51可构成单片机最小应用系统,缩小系统体积, 增加系统的可靠性,降低了系统成本。

只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用户。

可用5V电压编程,而且写入时间仅10毫秒,仅为8751/87C5的擦除时间的百分之一,与8751/87C51的12V电压擦写相比,不易损坏器件,没有两种电源的要求,改写时不拔下芯片,适合许多嵌入式控制领域。

AT89C51芯片提供三级程序存储器锁定加密,提供了方便而可靠的硬加密手段,能完全保证程序或系统不被仿制。

AT89C51有间歇、掉电两种工作模式。

间歇模式是由软件来设置的, 当外围器件仍然处于工作状态时, CPU可根据工作情况适时地进入睡眠态, 内部RAM和所有特殊的寄存器值将保持不变。

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