基于51單片機(jī)的TM卡水表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　4、LCD顯示控制電路

　　LCD驅(qū)動(dòng)器采用HT1621,它是128點(diǎn)、內(nèi)存映象和多功能的LCD驅(qū)動(dòng)器,特有的軟件配置特性使它適用于多種LCD應(yīng)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(shè)計(jì)中,采用電阻和PNP三極管來控制HT1621的電源|穩(wěn)壓器,降低功耗,延長(zhǎng)LCD的使用壽命。LCD平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)有TM卡插入、并確認(rèn)有效卡或有其它狀況時(shí),LCD開啟并顯示本次購(gòu)水、已用水量、可用水量、閥門狀態(tài)等信息。

　　5、水量計(jì)量電路

　　水表的基表采用符合ISO4064B標(biāo)準(zhǔn)的單流旋翼式冷水水表,技術(shù)參數(shù)如表1所示。該表計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)與測(cè)量機(jī)構(gòu)經(jīng)磁耦合傳動(dòng),采用干簧管水量計(jì)量發(fā)訊,每流經(jīng)10升水時(shí)產(chǎn)生一脈沖;表內(nèi)設(shè)有磁保護(hù)裝置,具有較強(qiáng)的抗外磁干擾能力。水量計(jì)量脈沖通過由電容和電阻組成的防抖電路輸入單片機(jī),每輸入一個(gè)脈沖,在存儲(chǔ)器中減去相應(yīng)水量。

　　6、閥門控制檢測(cè)電路

　　閥門控制是水表控制系統(tǒng)中一個(gè)很敏感部分,關(guān)啟閥門的可靠性差,將會(huì)給供水部門帶來很大的問題。因此,我們自行設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)巧妙、關(guān)閉可靠、DC2.6-3.6V控制的電動(dòng)陶瓷閥門,有效地解決閥門關(guān)閉不可靠問題。如圖3所示為電動(dòng)閥門的正反控制電路,當(dāng)正向端輸入高電平,反向端輸入低電平時(shí),閥門開啟;反之,閥門閉合。當(dāng)單片機(jī)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(dǎo)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,開啟閥門,開啟到位時(shí),由單片機(jī)P1.5口輸入檢測(cè)信號(hào),動(dòng)作停止;反之,三極管Q2、Q4、Q7導(dǎo)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,同樣由單片機(jī)P1.6口輸入關(guān)閉到位檢測(cè)信號(hào)。　　　　　　　

　　　　　圖3 電動(dòng)閥門的控制電路

　　7、電源電壓檢測(cè)電路

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

　　8、電源及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路

　　單片機(jī)系統(tǒng)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(tǒng)中,在滿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(tǒng)電源,以充分利用單片機(jī)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(yīng)用中,用戶因某些原因可能長(zhǎng)期不使用。因此,電池在長(zhǎng)時(shí)間微電流放電（相當(dāng)于儲(chǔ)存時(shí)的自放電）后,內(nèi)阻將上升,電池的瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)能力下降,極有可能影響電控閥門的動(dòng)作或者產(chǎn)生欠壓,影響系統(tǒng)的穩(wěn)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)問題,我們?cè)诳刂葡到y(tǒng)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(jī)接受后,控制閥門開啟、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(nèi)阻,改善電池的性能,進(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及免維護(hù)性。