摘要：IC卡智能水表以AT89C51为操控中心，完结IC卡的读写，液晶显现的操控，电磁阀的操控，脉冲的提取，一起具有安全维护电路、回忆单元电路、通讯接口电路，完结整个水表信号的读、写处理，监控水表作业的功用。在规划中编程言语运用了C51，并选用模块化规划办法，不只易于编程和调试，也可减小软件故障率和进步软件的牢靠性。本体系具有功用优秀、安稳牢靠的长处。
关键词：AT89C51；IC卡；液晶显现；回忆模块
为习惯国家用水准则的变革，研讨和运用现代化智能技能对自来水实施主动操控，减轻供水管理部分因“先供水后收费”构成的资金压力，削减每月抄表、收费所带来的费事和因收费问题带来的胶葛，用现代科学技能手法改动自来水管理体制的落后现状，势在必行。根据单片机的IC智能水表不光能够进步供水部分的作业效率，并且在技能上为节约用水、合理用水发明了条件，由于这些特色，根据单片机的IC智能水表得到了越来越广泛的运用。
1 整体体系规划
该体系体系硬件电路首要由IC卡读写电路、液晶显现操控电路、电磁阀操控电路、脉冲提取电路、安全维护电路、回忆单元电路、通讯接口电路组成，以AT89C51为中心操控芯片，完结整个水表信号的读、写处理，监控水表作业的功用。它能方便地读取IC卡的数据，并操控电磁阀和液晶显现器的作业，一起还能够将水表的数据存入E2ROM进行永久保存并可经过串口送至表外的数据终端，大大地进步了该水表的智能化的功用。体系硬件方框总图如图1所示。
2 硬件组成与原理
硬件规划是整个体系的根底，要考虑的方方面面许多，除了完结模仿路灯操控体系根本功用以外，首要还要考虑如下几个要素：1)体系安稳度；2)器材的通用性或易选购性；3)软件编程的易完结性；4)体系其它功用及功用指标，因此只要合理的硬件规划才干更好的与软件操控相结合，然后到达整体性好，人性化强、牢靠性高的长处。
2．1 操控电路
操控电路本质是单片机最小体系。操控电路是体系的中心，考虑到程序的巨细选用了AT89C51单片机。它由晶体振荡电路以及轻触按键构成复位电路构成，首要是完结对外围电路的操控功用，使各模块电路正常有序的作业。
晶体震动电路结合单片机内部的电路，产生单片机所有必要的时钟频率，作用是为体系供给根本的时钟信号。
单片机复位电路的作用是使单片机的复位操作使单片机进入初始化状况，本规划顶用的是按键电平复位，即当电路已在运转傍边时，按下复位键后松开，即能使RST为一段时间的高电平，然后完结复位的操作。
2．2 IC卡读写电路
操控电路本质是单片机最小体系。它首要完结了对射频卡(MIFARE 1卡)的读写操作。H6152读写器对射频卡进行读写后经过串口电平转化电路将RS232电平转化为单片机所辨认的TTL电平，然后完结了运用AT89C51单片机来操控射频卡的读写进程。硬件电路由单片机模块、串口电平转化模块和H6152读写模块3部分电路组成。
2．3 液晶显现电路
显现电路用于在人机接口中反应信息，首要由液晶模块构成。硬件规划中选用了低功耗CMOS技能完结的带KS0108B操控器的GXM12864全点阵图方式液晶，AT89C51的P0口直接与液晶模块的数据总线DB0～DB7相连；P2口的0、1、3、5、6引脚别离和液晶模块的／CSB、／CSA、E、R／W、D／I相连，在单片机程序履行进程中，对它们作相应的操控。经过编程可完结对液晶显现屏的恣意方位的显现、翻滚显现和反显等功用。
2．4 回忆单元电路
本体系选用美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM芯片AT24C01是，它内含256×8位存储空间，具有作业电压宽(2．5～5．5 V)、擦写次数多(大于10 000次)、写入速度快(小于10 ms)等特色。运用单片机AT89C51与24C01进行I2C通讯，完结对某一地址内数据的读／写校验操作。
2．5 电磁阀操控电路
电磁阀选用脉冲式电磁阀，这种电磁阀在敞开时只需在其操控线AB两头加一正向脉冲(起伏DC12 V宽度大于20 ms)，水阀一旦敞开则会主动坚持。当关断时则在AB两头加一反向脉冲，水阀就会封闭。由于这种电磁阀敞开后不需给电磁阀继续供电，所以它的功耗十分低，因此特别合适用在IC卡水表中作为水表敞开送水或欠费停水的履行单元。电路规划上选用多路模仿开关组合成一组双刀双掷开关，在AT89C51的操控下，将正脉冲或负脉冲加到电磁阀的操控线AB两头。
2．6 其他模块电路
2．6．1 脉冲提取电路
脉冲提取电路，用于提取IC卡水表的计量脉冲。可在原有的旧式湿式水表参加磁针和干簧管，磁针跟着用水的活动而旋转使得干簧管动作宣布开关信号，作为计量信号。也能够运用干式磁传水表已有的开关信号输出，作为计量信号。
2．6．2 安全维护电路
安全维护电路，运用AT89C51可编程的I／O中止口接到水表的外封装上完结维护。使封装无缺时I／O线相当于接地，为低电平，一旦封装被不合法翻开，I／O线就不与地衔接，其电平变为高电平，此刻CPU将产生安全维护中止，当即关断电磁阀中止供水。这样就能有效地避免私拆或歹意损坏水表的事情产生。
2．6．3 通讯接口电路
通讯接口电路，运用AT89C51的串行通讯口，选用MAX2338芯片构成485接口电路。外部数据读取设备可经过水表的485接口，将水表的数据读出，完结主动抄表功用。
3 体系软件规划
软件是本体系的魂灵。软件选用模块化规划办法，不只易于编程和调试，也可减小软件故障率和进步软件的牢靠性。一起，对软件进行全面测验也是查验过错排除故障的重要手法。这儿咱们选用了移值性好、结构明晰、能进行杂乱运算的C言语来完结编程。程序规划中，首要包含IC卡读写模块、液晶显现模块、回忆单元处理模块等几个模块。
3．1 IC卡读写模块
单片机操控卡片读写器H6152，对非触摸式IC卡进行读写的程序流程图，如图2所示。
3．2 液晶显现模块
单片机操控液晶显现器材GXM12864，欲显现以用水量和剩下水量的程序流程图如图3所示。
3．3 回忆单元处理模块
本规划运用单片机与24C01进行I2C通讯，完结对某一地址内数据的读／写校验操作。这儿假定地址0x02内装的是水表显现的已用和剩下水量的数据。默许是读取其数据，当然也能够设置为其他地址了。其程序流程图如图4所示。
4 定论
本规划经过51单片机操控H6152系列读写模块对Mifarel IC智能卡进行读写操作，操控液晶显现等模块，规划出运用户先买水后用水的一种智能化水表，使水费收取作业迈向主动化。其规划首要包含%&&&&&%卡读写、液晶显现、回忆单元、电磁阀操控4个模块。
