基于51單片機的TM卡水表控制系統設計

　　4、LCD顯示控制電路

　　LCD驅動(dòng)器采用HT1621,它是128點(diǎn)、內存映象和多功能的LCD驅動(dòng)器,特有的軟件配置特性使它適用于多種LCD應用場(chǎng)合,用于連接主控制器和HT1621的管腳只有4或5條。在本設計中,采用電阻和PNP三極管來(lái)控制HT1621的電源|穩壓器,降低功耗,延長(cháng)LCD的使用壽命。LCD平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài),當有TM卡插入、并確認有效卡或有其它狀況時(shí),LCD開(kāi)啟并顯示本次購水、已用水量、可用水量、閥門(mén)狀態(tài)等信息。

　　5、水量計量電路

　　水表的基表采用符合ISO4064B標準的單流旋翼式冷水水表,技術(shù)參數如表1所示。該表計數機構與測量機構經(jīng)磁耦合傳動(dòng),采用干簧管水量計量發(fā)訊,每流經(jīng)10升水時(shí)產(chǎn)生一脈沖;表內設有磁保護裝置,具有較強的抗外磁干擾能力。水量計量脈沖通過(guò)由電容和電阻組成的防抖電路輸入單片機,每輸入一個(gè)脈沖,在存儲器中減去相應水量。

　　6、閥門(mén)控制檢測電路

　　閥門(mén)控制是水表控制系統中一個(gè)很敏感部分,關(guān)啟閥門(mén)的可靠性差,將會(huì )給供水部門(mén)帶來(lái)很大的問(wèn)題。因此,我們自行設計了結構巧妙、關(guān)閉可靠、DC2.6-3.6V控制的電動(dòng)陶瓷閥門(mén),有效地解決閥門(mén)關(guān)閉不可靠問(wèn)題。如圖3所示為電動(dòng)閥門(mén)的正反控制電路,當正向端輸入高電平,反向端輸入低電平時(shí),閥門(mén)開(kāi)啟;反之,閥門(mén)閉合。當單片機P1.6口輸入低電平、P1.7口輸入高電平時(shí),三極管Q3、Q5、Q6導通,Q2、Q4、Q7截止,故正向端（ON）輸出高電平,反向端（OFF）輸出低電平,開(kāi)啟閥門(mén),開(kāi)啟到位時(shí),由單片機P1.5口輸入檢測信號,動(dòng)作停止;反之,三極管Q2、Q4、Q7導通,Q3、Q5、Q6截止,正向端輸出低電平,反向端輸出高電平,關(guān)閉閥門(mén),同樣由單片機P1.6口輸入關(guān)閉到位檢測信號?！　　　　　　?P align=left>

　　　　　圖3 電動(dòng)閥門(mén)的控制電路

　　7、電源電壓檢測電路

　　為提高水表運行的可靠性和安全性,采用分級電源電壓實(shí)時(shí)檢測,電壓實(shí)時(shí)檢測芯片采用RH5VL28和RH5VL30。當電源電壓正常時(shí),芯片的Vout腳為高電平;當電源電壓小于3.0V時(shí),RH5VL30的Vout腳輸出低電平,單片機檢測到該信號后,控制液晶顯示模塊顯示欠壓,并關(guān)閥警告,提示用戶(hù)更換電池;當電源電壓小于2.8V時(shí),RH5VL28的Vout腳輸出低電平,單片機檢測到該信號后,徹底關(guān)閥,直到用戶(hù)更換完電池。

　　8、電源及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路

　　單片機系統功耗的高低往往和電源電壓的大小成正比,因此在以電池供電的系統中,在滿(mǎn)足性能要求的前提下,盡可能選擇低的供電電壓。為此,我們采用武漢力興公司ER14505型DC3.6V/2.0Ah一次性鋰-亞硫酰氯電池作為系統電源,以充分利用單片機和外圍器件的低電壓、低功耗特性。

　　在ＴＭ卡式水表的實(shí)際應用中,用戶(hù)因某些原因可能長(cháng)期不使用。因此,電池在長(cháng)時(shí)間微電流放電（相當于儲存時(shí)的自放電）后,內阻將上升,電池的瞬時(shí)驅動(dòng)能力下降,極有可能影響電控閥門(mén)的動(dòng)作或者產(chǎn)生欠壓,影響系統的穩定性。但同時(shí),電池可能還有足夠的容量使用,如果因此而更換電池又將增加水表的使用成本。為解決這個(gè)問(wèn)題,我們在控制系統中增加了一個(gè)時(shí)鐘電路,每隔一個(gè)月的時(shí)間,時(shí)鐘芯片（PCF8563）產(chǎn)生中斷,單片機接受后,控制閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉,使電池定時(shí)產(chǎn)生比較大電流的放電,降低電池內阻,改善電池的性能,進(jìn)而提高整個(gè)系統的穩定性、可靠性以及免維護性。