一種IC卡水表的設(shè)計(jì)

在我國(guó)，IC卡水表大約出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代初期，經(jīng)過10多年的快速發(fā)展已漸趨成熟。尤其是近幾年，隨著設(shè)計(jì)水平的提高及生產(chǎn)的規(guī)模化，在各大中城市中得到了越來越多的使用。

IC卡水表是集測(cè)控于一身的機(jī)電一體化產(chǎn)品，除了具備一般儀表所需的基本功能，還有其自身的特點(diǎn)。例如，對(duì)其必須采取防水防潮措施；再如IC卡水表必須具備低成本、低功耗、小外形及高精度的特點(diǎn)，即IC卡水表的四要素。在設(shè)計(jì)過程中必須基于此四要素進(jìn)行設(shè)計(jì)，方能滿足產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用要求。

1 IC卡水表的測(cè)控電路組成及軟件設(shè)計(jì)

1.1 IC卡水表的測(cè)控電路組成

測(cè)控電路組成框圖見圖1?？紤]到低成本的要求，本系統(tǒng)主要芯片采用AT89C2051-12PI、PCF8564及AT24C01等。

其基本工作原理為：采用事件觸發(fā)機(jī)制，即通常不上電，因此耗電只是PCF8563的休眠狀態(tài)消耗，約250nA左右[1]。彩三類事件觸發(fā)方式，即干簧管吸合時(shí)發(fā)生的“計(jì)數(shù)事件、進(jìn)行卡操作時(shí)發(fā)生的“插卡事件”及預(yù)置于日歷時(shí)鐘芯片的定時(shí)醒鬧時(shí)發(fā)生的“定時(shí)事件”。當(dāng)發(fā)生此三類事件時(shí)，測(cè)控電路自行上電，按預(yù)置的工作過程進(jìn)行處理，結(jié)束后自行斷電。根據(jù)居民的用水情況，需要測(cè)控電路工作的時(shí)間一般每日約0.3秒～1分鐘不等。考慮到低功耗要求，采用事件觸發(fā)機(jī)制是科學(xué)合理的。有些設(shè)計(jì)采用液晶長(zhǎng)期顯示方式，雖然理論計(jì)算壽命時(shí)功耗要求能夠得到滿足，但根據(jù)我國(guó)的實(shí)際運(yùn)作情況，無進(jìn)行長(zhǎng)期顯示的必要，顯然此設(shè)計(jì)方式不足取，除非電池特性要求如此，如采用鋰亞硫酰氯電池時(shí)。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

基本的軟件功能框圖見圖2。

依上述三類事件的工作，要求測(cè)控板啟動(dòng)工作工作狀態(tài)，幫程序首先判斷是哪類事件發(fā)生并細(xì)化類型后分別處理。例如卡操作事件情況下，再次判斷是何種功能卡要求操作等。

由于小型化及低成本的要求，程序未采用冗余量較大的C語(yǔ)言，而采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編制，使程序代碼控制在2K字節(jié)[2]之內(nèi)，故可選用小外形及低成本的單片機(jī)。

個(gè)別大中型城市推出了梯級(jí)水價(jià)，梯級(jí)水價(jià)的計(jì)算在日歷時(shí)鐘芯片及存儲(chǔ)器芯片的基礎(chǔ)上主要由軟件完成。在現(xiàn)有國(guó)情下，真正的大面積執(zhí)行尚需時(shí)日。在執(zhí)行梯級(jí)水價(jià)導(dǎo)致軟件量增加時(shí)，可選用AT89C4051-12PI及AT24C16甚或AT24C256等芯片滿足要求，菘它所有硬件設(shè)計(jì)均可不作更改。