部单电源与电池供电的系统中提供低电源并提供低功率的电池备份。口在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式下连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下保存时间信息以及数据。由或两者中的较大者供电。当大于时，给供电。当小于时，由供电。时钟电路图如图所示。图时钟电路图信号处理模块的设计系列韦根传感器所产生的正向脉冲信号般为之间。为了保证系统能更加稳定的工作，必须对传感器所产生的脉冲信号进行放大整形处理。我们采用下面的个简单电路如图所示可以很好的达到脉冲信号的放大整形作用。经过处理后的电平信号，送单片机的外部中断进行计数处理。当计满表示为设定的转数值，用水总量加，剩余水量减在本设计中代表的水。由于系列韦根传感器使用双磁极交替触发工作方式即对称驱动方式，当水表叶轮转动周，触发磁场极性变化周，韦根传感器输出对正负双向脉冲电信号。当韦根传感器输出为正向脉冲时，管导通，脉冲检测信号输出为高电平当韦根传感器输出为负向脉冲时，管截止，脉冲检测信号输出为低电平。即水表叶轮转动周，脉冲检测信号存在个由高到低的跳变。由于我们设定外部中断为跳变触发方式，即电平发生由高到低的跳变时触发。因此，水表叶轮转动周，外部中断产生次中断。桌面水表叶轮流量传感器图信号处理电路图其它模块电路脉冲提取电路脉冲提取电路，用于提取卡水表的计量脉冲。可在原有的老式湿式水表加入磁针和干簧管，磁针随着用水的流动而旋转使得干簧管动作发出开关信号，作为计量信号。也可以利用干式磁传水表已有的开关信号输出，作为计量信号。安全保护电路安全保护电路，利用可编程的中断口接到水表的外封装上实现保护。使封装完好时线相当于接地，为低电平，旦封装被非法打开，线就不与地连接，其电平变为高电平，此时将发生安全保护中断，立即关断电磁阀中断供水。这样就能有效地防止私拆或恶意破坏水表的事件发生。通信接口电路通信接口电路，利用的串行通信口，选用芯片形成接口电路。外部数据读取设备可通过水表的接口，将水表的数据读出，实现自动抄表功能。第章智能水表的软件设计本文在进行智能水表的软件设计时，结合智能水表具备的功能，首先考虑了以下几个问题程序承担的任务任何个程序的设计，都有其具体的应用场合和明确的工艺要求，程序设计的首要任务就是确定程序承担的任务程序的时序性单片机是按时序运行的，所以程序设计要考虑到任务的执行顺序和时间要求程序的适应性所谓适应性，就是要求设计出来的程序具有灵活性，主要考虑将来系统扩展时必要的修改，增加通用性程序的设计模式程序的设计模式直接影响着程序的编制纠错及测试的难易度。本文采用模块化设计思想，将个完整的程序分成若干个可以独立完成些任务的功能模块，各模块又分为若干子模块，各子模块之间相互独立，又受主程序模块的控制。使整个系统层次分明，逻辑清楚，便于程序的编制调试修改和查错。利用模块化技术，可以将局限在各个模块内部而不影响整体，提高了系统的可靠性灵活性和可维护性。在本次设计过程中，平时处于低功耗模式，当有中断发生时，唤醒进行中断处理，处理完成后又进入低功耗模式。当系统时钟发生器基本功能建立后，内状态寄存器中的位是重要的低功耗控制位。这四个控制位可以由软件配置成种工作模式其中种活动模式和种低功耗模式。通过设置控制位可以从活动模式进入相应的低功耗模式，只要任意中断被响应，上述中断控制位就被压入堆栈保存，中断处理后，又可以恢复先前的工作方式。此外，在进行程序设计时，还应注意以下问题用可计算的分支代替标志位测试产生的分支用快速查表代替冗长的软件计算在冗长的软件计算中使用单周期的寄存器避免频繁的子程序和函数调用。根据智能网络水表所要实现的功能，软件组成主要包括主程序设计中断服务程序各子程序等组成。主程序主要完成系统的初始化，各种情况的判断如电压情况按键是否按下水量判断等，在适当情况下还要进行显示关闭阀门等操作，平时处于睡眠状态。当表内剩余水量小于时，阀门暂时关闭以代替蜂鸣器发出提示报警，以提醒用户剩余水量不多，请速购水当表内剩余水量为时，切断阀门，停止供水，直到新的水量被购来为止。从而达到用水必须预先交费的目的，省去了人工抄表收费环节。在软件设计中，采用中断方式是降低功耗的重要手段。由于平时智能水表处于低功耗模式，当水表进行采集数据数据通信等工作时，进入中断程序进行处理。当中断处理完成后，重新进入到低功耗模式。在本次设计中，中断服务程序包括水表计量中断干扰中断欠压中断拆除中断通信中断等。外部中断子程序也即水表脉冲计量程序，它主要是对用户水量进行处理。当用户在进行用水操作时，由流量传感器产生的脉冲信号使进入中断响应程序。根据机械水表的测量原理，水的流量与水表齿轮的转速可以近似成定的线性关系。显然，水表齿轮所转的圈数与传感器产生的脉冲信号是对应的关系。根据这原理，我们可确定流量的计算公式在式中，为流量，单位为为基表系数，单位为为转数，单位为。在这里，由于基表系数是个常数。因此，与是对应关系。我们采用了位数据显示，其中只含有位小数。当为时，由于已知，即可以求出。在本系统编程中，我们设定为测得脉冲数，为为时对应的转数值，剩余水量,用水总量中的表示的水量。当剩余水量小于吨时，阀门亦将关闭，而不是进行报警提示，当再次刷卡时阀门再次打开，其目的在于避免采用报警信号方式当报警发出时用户不在家接收不到报警信号而报警器处于工作当中，以关闭阀门来进行报警提示代替纯报警信号将更有效地达到预警效果，不但避免了突然断水对用户带来的不便，而且降低了水表功耗，此外还提高了供水部门的管理效率。此处中，当插入卡时，水表液晶显示中将显示用水余额等信息，提示用户尽快购水。此外，在本设计中以下四种情况均可以使产生中断水表被拆卸电池欠压或取出电池有按键按下有卡插入。当产生中断后，中断程序马上依次检测口口口口原理图见总电路图中检测模块，以确认是哪种情况产生的中断后作出相应处理。第章关于智能水表的节能及安全问题本章提出了卡智能水表两个关键的问题即低功耗问题与安全性问题。这两大问题是保证系统能长久地可靠运行并进行全面推广的关键所在，关系到供水门和可利用的地址线的时候，多采用全地址译码法。它将低位地址作为片内地址，而用译码器对高位地址线进行译码，译码器输出的地址选择线用作片选线。④存储器扩展电路设计单片机所支持的存储系统起程序存储器和数据存储器为独立编址。该设计选用程序存储器和数据存储器组成单片机的外存储器扩展电路，单片机外存储器扩展电路如下扩展电路设计通用可编程接口芯片单片机共有个位并行接口，但供用户使用的只有口及部分口线。因此要进行口的扩展。与微机接口较简单，是微机系统广泛使用的接口芯片。与的连接方式如下图所示键盘，显示器接口电路键盘，显示器是数控系统常用的人机交互的外部设备，可以完成数据的输入和计算机状态数据的动态显示。通常，数控系统都采用行列式键盘，即用口线组成行，列结构，按键设置在行列的交点上。数控系统中使用的显示器主要有和。下图所示为采用接口管理的键盘，显示器电路。它有键和位显示器组成。为了简化秒电路，键盘的列线及显示器的字位控制共用个口，即共用的口进行控制，键盘的行线由口担任，显示器的字形控制由的口担任。键盘显示器接口电路如下所示步进电机驱动电路设计脉冲分配器步进电机的控制方式由脉冲分配器实现，其作用是将数控装置送来的系列指令脉冲按定的分配方式和顺序输送给步进电机的各相绕组，实现电机正反转。数控系统中通常使用集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。本设计采用集成脉冲分配器。采用硬件环行分配器的步进电机接口线路图如下重庆大学专科学生毕业设计论文控制系统硬件设计光电隔离电路在步进电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经放大后控制步进电机的励磁绕组。如果将输出信号直接与功率放大器相连，将会引起电气干扰。因此在接口电路与功率放大器间加上隔离电路实现电气隔离，通常使用光电耦合器。光电耦合器接线图如下功率放大器脉冲分配器的输出功率很小，远不能满足步进电机的需要必须将其输出信号放大产生足够大的功率，才能驱动步进电机正常运转。因此必须选用功率放大器，需根据步进电机容量选择功率放大器。本设计选用功率放大器。其它辅助电路设计的时钟电路单片机的时钟可以由两种方式产生内部方式和外部方式。内部方式利用芯片的内部振荡电路，在,引脚上外接定时元件，如下图所示。晶体可以在之间任意选择，耦合电容在之间，对时钟有微调作用。采用外部时钟方式时，可将直接接地，接外部时钟源。时钟电路复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现。在时钟工作后，只要在引脚上出现以上的高电平，单片机就实现状态复位，之后便从单元开始执行程序。在实际运用中，若系统中有芯片需要其复位电平与复位要求致时，可以直接相连。当晶振频率选用时，复位电路中取,取。实用复位电路图如下所示越界报警电路为了防止工作台越界，可分别在极限位置安装限位开关。利用光电耦合电路，将行程开关接至发光二极管的阴极，光敏三极管的输出接至的口。当任何个行程开关被压下的时候，发光二极管就发光，使光敏三极管导通，由低电平变成高电平。可利用软件设计成查询的方法随时检查有无越界信号。也可接成从光敏三极管的集部单电源与电池供电的系统中提供低电源并提供低功率的电池备份。口在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式下连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下保存时间信息以及数据。由或两者中的较大者供电。当大于时，给供电。当小于时，由供电。时钟电路图如图所示。图时钟电路图信号处理模块的设计系列韦根传感器所产生的正向脉冲信号般为之间。为了保证系统能更加稳定的工作，必须对传感器所产生的脉冲信号进行放大整形处理。我们采用下面的个简单电路如图所示可以很好的达到脉冲信号的放大整形作用。经过处理后的电平信号，送单片机的外部中断进行计数处理。当计满表示为设定的转数值，用水总量加，剩余水量减在本设计中代表的水。由于系列韦根传感器使用双磁极交替触发工作方式即对称驱动方式，当水表叶轮转动周，触发磁场极性变化周，韦根传感器输出对正负双向脉冲电信号。当韦根传感器输出为正向脉冲时，管导通，脉冲检测信号输出为高电平当韦根传感器输出为负向脉冲时，管截止，脉冲检测信号输出为低电平。即水表叶轮转动周，脉冲检测信号存在个由高到低的跳变。由于我们设定外部中断为跳变触发方式，即电平发生由高到低的跳变时触发。因此，水表叶轮转动周，外部中断产生次中断。桌面水表叶轮流量传感器图信号处理电路图其它模块电路脉冲提取电路脉冲提取电路，用于提取卡水表的计量脉冲。可在原有的老式湿式水表加入磁针和干簧管，磁针随着用水的流动而旋转使得干簧管动作发出开关信号，作为计量信号。也可以利用干式磁传水表已有的开关信号输出，作为计量信号。安全保护电路安全保护电路，利用可编程的中断口接到水表的外封装上实现保护。使封装完好时线相当于接地，为低电平，旦封装被非法打开，线就不与地连接，其电平变为高电平，此时将发生安全保护中断，立即关断电磁阀中断供水。这样就能有效地防止私拆或恶意破坏水表的事件发生。通信接口电路通信接口电路，利用的串行通信口，选用芯片形成接口电路。外部数据读取设备可通过水表的接口，将水表的数据读出，实现自动抄表功能。第章智能水表的软件设计本文在进行智能水表的软件设计时，结合智能水表具备的功能，首先考虑了以下几个问题程序承担的任务任何个程序的设计，都有其具体的应用场合和明确的工艺要求，程序设计的首要任务就是确定程序承担的任务程序的时序性单片机是按时序运行的，所以程序设计要考虑到任务的执行顺序和时间要求程序的适应性所谓适应性，就是要求设计出来的程序具有灵活性，主要考虑将来系统扩展时必要的修改，增加通用性程序的设计模式程序的设计模式直接影响着程序的编制纠错及测试的难易度。本文采用模块化设计思想，将个完整的程序分成若干个可以独立完成些任务的功能模块，各模块又分为若干子模块，各子模块之间相互独立，又受主程序模块的控制。使整个系统层次分明，逻辑清楚，便于程序的编制调试修改和查错。利用模块化技术，可以将局限在各个模块内部而不影响整体，提高了系统的可靠性灵活性和可维护性。在本次设计过程中，平时处于低功耗模式，当有中断发生时，唤醒进行中断处理，处理完