基于MFRC522的热量表预付费模块设计

当开阀线和地线接通电源后，阀门自动转动到全开位置后内部自动断电；当关阀线和地线接通电源时，阀门自动转动到全闭位置后内部自动断电；当执行阀门的开阀或关阀时，反馈线会输出高电平;当阀门开到位或关到位时，反馈线输出低电平，这样用单片机控制就非常简单、高效。

阀门控制电路电源部分主要由电池和电源电压检测电路组成，电源采用3.6 V的电池供电。由于电机的最低工作电压是3 V，所以采用3.1 V的电压检测芯片，当电源电压低于3.1 V时，触发单片机中断,系统会关闭进水阀，同时提示用户更换阀门控制电路的电源。

驱动电路主要控制阀门电机的转动方向，当需要开阀或关阀操作时，打开相应的电路即可。当检测到阀门已打开或已关闭后，关闭电路的电源，以降低功耗。如图3所示,关阀电路(Q2，Q7，Q11)受CLO_M端控制，当CLO_M为高电平时，Q2、Q7、Q11导通，关阀端为高电平，开阀端为低电平，执行关阀操作。当检测到反馈端的电平变为低时使CLO_M端为低，切断电源；开阀电路(Q9、Q10、Q3)受OPEN_M端控制，工作过程和关阀过程类似。

2.4 按键及LCD显示电路

按键电路主要功能是完成把微处理器从低功耗模式唤醒并进行读卡操作。本系统的按键电路选用由1个电阻、1个电容和1个按键组成的简易键盘，按键电路的输出端接到微处理器的具有边沿中断功能的端口，当按键按下时，触发单片机中断，执行读卡操作。电路中的电阻是限流电阻，以防止电路中的电流太大损坏单片机的端口，电容的作用是消除按键抖动。

LCD显示模块对卡号、现有热量、本次所购热量等信息进行显示。考虑到系统的低功耗，选用LCD12864芯片，其电路如图4所示。它可以在3 V电压下工作，不仅能显示英文字符，还能显示汉字，做到了信息的全中文显示。不开启背光，工作电流典型值也只有1.2 mA，在平时不显示的时候关闭模块电源，使显示模块消耗的能量很少，完全适合电池供电的低功耗系统。

3 软件设计

软件采用了模块化设计，包括主程序和中断服务程序。中断服务程序如图5所示。

主程序完成系统的初始化等操作后进入低功耗模式等待中断，按键中断服务程序完成读卡功能、开关阀等操作。对于本预付费模块，主要是按键中断服务程序的设计。本按键中断程序中，射频卡开启的时间采用定时器来控制，这样软件操作更加合理、功耗小、执行效率高。

本文设计的热量表预付费模块以MFRC522为核心，结合电动阀门实现了预付费功能。通过在软件方面采用中断方式，在硬件电路中加入电源控制端，使电源可控，因而降低了系统的功耗，实现了系统低成本、高效率，同时实现信息的全中文和标准量纲显示。该模块具有功耗低、运行稳定的特点，可以很方便地移植到其他系统中，进而提升产品的性能，在实际应用中具有较高的参考价值。