基于MSP430單片機的智能IC卡水表控制器
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1．2 E2PROM電路的設計
采用CAT24WC02芯片，它為2 Kb串行E2PROM，與400kHz I2C總線兼容，1．8～6．0 V工作電壓范圍，低功耗CMOS技術，具有寫保護功能，當WP為高電平時進入寫保護狀態(tài)。頁寫緩沖器、自定時擦寫周期為1 000 000編程／擦除周期，可保存數(shù)據(jù)100年。8腳DIPSOIC或TSSOP封裝，溫度范圍分為商業(yè)級、工業(yè)級和汽車級。本系統(tǒng)利用存儲芯片對水表中的數(shù)據(jù)進行存儲。E2PROM中存儲的數(shù)據(jù)掉電之后不丟失，這樣就避免了由于掉電導致的數(shù)據(jù)丟失，可靠性較高。
1．3 電源檢測電路設計
電源檢測電路主要是用來檢測低壓，當電源電壓過低的時候，通過低壓檢測電路檢測到，進行相應的操作，避免出現(xiàn)不必要的錯誤。具體工作原理如圖3所示，當PWR_CHECK_EN為高電平時，此電路工作，此時，Q9導通，Q8的基極為低電平，VBAT端一直為高電平，Q8導通，WR_ CHECK腳的電壓為R17和R20分壓得到。之后，PWR_CHECK端的電壓作為MSP430內(nèi)部ADC的輸入端，和1．5 V的電源相比較得到比較結果，確定是否為低壓。電容的作用是防止電壓突變引起的AD采樣錯誤。PWR_CHECK_EN端口設置主要是為了低功耗設計，低壓檢測需要一定的時間間隔，當不需要檢測的時候此端口置高，以節(jié)省功耗。
1．4 脈沖檢測電路的設計
MSP430F149單片機最多可以提供1路數(shù)字I／O接口，即P1～P7。MSP430單片機的I／O端口有8個管腳。每個I／O管腳都可以獨立地設置為輸入或者輸出方向，并且每個I／O接線都可以被獨立地讀取或者寫入。所有接口的寄存器都可以被獨立地置位或者清零。MSP430系列單片機具有豐富的I／O口資源和中斷資源，其中P1，P2端口是有中斷能力的。本設計中可以利用P1，P2端口的中斷能力來實現(xiàn)對脈沖的計量。利用中斷來完成計量有利于節(jié)省單片機資源。
脈沖檢測電路如圖4所示。利用4個呈環(huán)形均勻分布的干簧管進行脈沖計數(shù)，當有磁鐵靠近干簧管時，簧片吸合。此時只要將干簧管的一端接地，一端接入單片機的I／O口，將單片機的I／O口設置為中斷允許，隨著葉輪的轉(zhuǎn)動，基表中的磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過一圈之后，四個干簧管分別吸合，I／O口通過中斷來完成4個計數(shù)，這樣即可完成脈沖的計數(shù)。
2 軟件設計
軟件主要涉及系統(tǒng)時鐘配置、IC卡與單片機通信、低壓檢測程序、E2PROM相關程序、報警程序、閥門控制程序、液晶顯示程序等，這里主要介紹脈沖檢測和通信模塊的程序設計。
2．1 脈沖檢測程序
脈沖檢測部分是水表的重要組成部分，主要用作流量的計量，水表的整個換算體系都是以此為基礎的，流量汁量是衡量水表性能的重要標志。脈沖檢測的原理是：當有磁鐵靠近干簧管的時候，干簧管的簧片吸合。根據(jù)當四個干簧管分別吸合一次，即表示水流過一圈(在本程序中設定當流過五圈表示1 m3水量)，由此可以得到用水量。此時將累計用水量加1，并存入到E2PROM中。具體流程圖如圖5所示。
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