基于51单片机的TM卡水表控制系统设计

压,并关阀警告,提示用户更换电池;当电源电压小于2.8V时,RH5VL28的Vout脚输出低电平,单片机检测到该信号后,彻底关阀,直到用户更换完电池。

　　8、电源及实时时钟电路

　　单片机系统功耗的高低往往和电源电压的大小成正比,因此在以电池供电的系统中,在满足性能要求的前提下,尽可能选择低的供电电压。为此,我们采用武汉力兴公司ER14505型DC3.6V/2.0Ah一次性锂-亚硫酰氯电池作为系统电源,以充分利用单片机和外围器件的低电压、低功耗特性。

　　在ＴＭ卡式水表的实际应用中,用户因某些原因可能长期不使用。因此,电池在长时间微电流放电（相当于储存时的自放电）后,内阻将上升,电池的瞬时驱动能力下降,极有可能影响电控阀门的动作或者产生欠压,影响系统的稳定性。但同时,电池可能还有足够的容量使用,如果因此而更换电池又将增加水表的使用成本。为解决这个问题,我们在控制系统中增加了一个时钟电路,每隔一个月的时间,时钟芯片（PCF8563）产生中断,单片机接受后,控制阀门开启、关闭,使电池定时产生比较大电流的放电,降低电池内阻,改善电池的性能,进而提高整个系统的稳定性、可靠性以及免维护性。

　　4 智能水表控制系统的软件设计

　　如果说硬件电路是控制系统的基础的话,那么控制软件是整个系统的灵魂。控制软件的设计的好坏,直接影响系统运行的性能。在本系统中,考虑到P87LPC764单片机的内部程序存储器的大小,运行速度以及程序的易读性、可维护性等,采用了51汇编语言编写、模块化的方法编制。

T　　M卡水表控制系统的软件主要由主程序、中断服务程序、子程序等组成。主程序主要是单片机及接口芯片的初试化、自检、进入掉电状态等;中断服务程序包括水量计量中断、插卡中断、磁干扰输入中断、欠压中断和月报警中断等;子程序主要有LCD显示,存储器的读写和延时程序等。整个水表控制系统平时处在掉电状态下,当有外部中断信号时,才从睡眠中唤醒,执行程序。如图4是控制系统主程序流程。P87LPC764单片机具有较强的中断功能,四个优先级别的中断结构,最多可支持11个中断源。在本控制系统中,考虑到单片机平时都是在掉电模式下,因此,系统所应用的中断类型应该具有把P87LPC764单片机唤醒的能力。为此,控制系统中所用到的中断都采用了P87LPC764中很简便的、具有唤醒功能的KBI中断,并对每个中断源设定了优先级,比如水量计量中断优先级设置为最高等。

图4 控制系统主程序流程图

　　5 系统抗干扰设计

　　1、为防止用户采用电磁干扰来进行偷水、窃水的活动,另外增加了一个防人为电磁干扰的措施。即和计量发讯干簧管并排再放置一干簧管,但它的触动开关值比发讯干簧管稍高,因此,当用户用电磁进行干扰时,只要磁力高过一定限值,防电磁干扰的干簧管闭合,单片机检测到此信号即可进行相应操作,有效防止人为的电磁干扰现象。

　　2、在电路板的电源和地之间并接去耦电容,即10μF的电解电容和一个0.1μF的电容,来消除电源干扰。在要求电源质量不是很高的智能水表系统中,取得了比较好的效果。

　　3、电路板是电路系统中器件、信号线、电源线的高度集合体,电路板设计的好坏对抗干扰能力影响很大,所以印刷电路板设计时必须符合抗干扰的设计原则。