【正文】 不僅 在指令上，而且在管腳上都有兼容 Intel公司的 MCS51系列的第一代 CPU8031，并在片內(nèi) ROM、RAM容量、時(shí)鐘振蕩頻率、低功耗指標(biāo)、定時(shí)器資源數(shù)量、中斷資源等技術(shù)水平上均有很大程度的提高，使國內(nèi)的使用單片機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)者越來越感到使用和設(shè)計(jì)上的方便。 VSS I 地：地電位 VDD I 電源：電源工作電壓 ～ I/O 端口 0：端口 0 是一個(gè)雙向 I/O口，在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，端口 0 可用作低位地址 /數(shù)據(jù)總線。 從另一角度出發(fā) ， 在較長時(shí)間 （ 以秒為單位 ） 定時(shí)應(yīng)用的場(chǎng)合 ， 實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能具有與單片機(jī) 片內(nèi)定時(shí)器相似的功能 ， 其定時(shí)報(bào)警即類似于定時(shí)器的定時(shí)中斷 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 6 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \朱顏峰 \桌面 \新建文件夾 ( 4 ) \宋英睿原理圖 . D D BD r a w n B y:V C C8WP7S C L6S D A5A01A12A23GND42 4C 1 6V C C P 1. 5P 1. 6P 1. 7 圖 43 AT24C16的連接圖 圖中的 AT24C16的第 7腳 WP為存儲(chǔ)器硬件保護(hù)腳，在該腳電平為高電平時(shí)，存儲(chǔ)哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 17 器的寫入功能被保護(hù)，因此數(shù)據(jù)將無法進(jìn)入，當(dāng)該腳電平為低電平時(shí)，存儲(chǔ)器的寫入是有效的，存儲(chǔ)器硬件保護(hù)功能的設(shè)置大大地提高了存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的可靠性 （ 因?yàn)樵诔绦蛑兄挥性谡嬲枰獙懭?時(shí)才不保護(hù)存儲(chǔ)器的寫入功能，而大多數(shù)的時(shí)間是存儲(chǔ)器處于只讀狀態(tài) ） 。即：邏輯 ―1‖為 3 到 15V；邏輯 ―0‖為 +3 到 +15V。因此采 用RS485 總線連接的多個(gè)站點(diǎn)，任一時(shí)刻只能有一個(gè)站點(diǎn)在 ―說 ‖，其它站點(diǎn)只能處于―聽 ‖狀態(tài)。 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 21 S C L S D A 主 器 件 S D A S C L 從 器 件 S D A S C L 從 器 件 S D A S C L 從 器 件… … … … 圖 48 I2C總線接口原理圖 主器件一般是單片微控制器 ， 每一個(gè) I2C 總線上的從器件都應(yīng)該有唯一的地址。 I2C 總線采用數(shù)據(jù)線 SDA、時(shí)鐘線 SCL 連接各個(gè)器件 ， 如圖 48 所示。 RS485 是一種低成本、易操作的通信系統(tǒng)， RS485 總線收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端，驅(qū)動(dòng)器將 TTL 電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出；在接收端，接收器將 差分信號(hào)變成 TTL 電平，因此具有抑制共模干擾的能力，加上接收器具有高的靈敏度，能檢測(cè)低達(dá) 200mV 的電壓，故數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)千米以外。用來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊。 I2C總線是一種串行總線，其最大的工作特點(diǎn)是接口簡單。設(shè)定的超時(shí)時(shí)間如下表 44。 XTAL1 I 石英晶體 1：晶體振蕩器的輸入。單干簧管 （ 干簧管 A） 計(jì)數(shù)方式 ： A 閉合 ——A 斷開，計(jì)數(shù)加一 ； 當(dāng)干簧管 A 受到干擾或線路出現(xiàn)短路或斷路時(shí)，計(jì)數(shù)就會(huì)出錯(cuò)或無法正常進(jìn)行下去；兩個(gè)干簧管 （ 干簧管 A，干簧管 B） 計(jì)數(shù)方式： A 閉合 ——A 斷開 ——B 閉合 ——B 斷開，計(jì)數(shù)加一，無論干簧管 A 或 B 受到干擾或線路出現(xiàn)短路或斷路時(shí)，都可以通過狀態(tài)分析使計(jì)數(shù)正常進(jìn)行下去或及時(shí)報(bào)錯(cuò)。系統(tǒng)采用 485串行總線將信息傳至樓道內(nèi)的水表計(jì)費(fèi)柜。 隨著顯示技術(shù)的發(fā)展的日新月異，液晶顯示器因其低功耗、重量輕而成為便攜式應(yīng)用中的主流顯示技術(shù)。分為四個(gè)部分：第一是水表的改裝工作，利用傳感器把水表的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)， 供集中器采集數(shù)據(jù)；第二是抄表器的設(shè)計(jì)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)的抄表器是一種低功耗的掌上用機(jī)，抄表器上有 44 鍵盤，供各種功能使用；第三是串行通訊部分，采用了技術(shù)成熟的 RS485和 RS232 數(shù)據(jù)通訊方式，通過 485 總線完成改裝水表與水表集中器，水表集中器與抄表器之間的數(shù)據(jù)傳送，通過 232 總線方式完成抄表器與計(jì)算機(jī)的通訊；其四是用戶操作軟件的開發(fā)，設(shè)計(jì)用戶操作界面，編寫相應(yīng)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)和顯示。目前國內(nèi)市場(chǎng)上各抄表開發(fā)系統(tǒng)的公司多用此型。 自動(dòng)抄表系統(tǒng) (Automatic Meter Reading systemAMRS)是一種不需要人員到現(xiàn)場(chǎng)就能完成抄讀用戶用水量的系統(tǒng)， 自動(dòng)抄表是指采用 當(dāng)代微機(jī)技術(shù)，數(shù)字通訊技術(shù)與水表計(jì)量技術(shù)完美結(jié)合，集計(jì)量、數(shù)據(jù)采集、處理于一體，將城市居民用水信息加以綜合處理的系統(tǒng)，使自來水公司及物業(yè)部門從根本上減少人工上門抄表的繁雜勞動(dòng) 強(qiáng)度。 抄表器的技術(shù)要求： 具備與 集中器、 計(jì)算機(jī)常用通訊接口通信的能力 ，如 RS48 RS232。準(zhǔn)確而便捷的收費(fèi)系統(tǒng)，既可節(jié)省人工又可減少供水部門與客戶之間的糾紛， 這對(duì)于提高水力部門的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益有著十分重要的意義。這種抄表方式，使得抄表時(shí)間跨度大，準(zhǔn)確度低，無法做到同一時(shí)間抄表，不能準(zhǔn)確反映數(shù)據(jù)，同時(shí)增加了用水的成本。 ④ 國外發(fā)達(dá)國家不提倡智能卡水表發(fā)展，原因是他們認(rèn)為不應(yīng)該讓居民因?yàn)橐粫r(shí)未繳水費(fèi)而失去使用最基本的水資源的權(quán)利。另外因智能水表引出的總線通、斷不影響單表數(shù)據(jù)采集和保存 （ 僅影響本人數(shù)據(jù)的讀出 ） ，也不影響其它水表數(shù)據(jù)的讀出，即使本次讀數(shù)時(shí)該表總線出現(xiàn) 故障，只需重新掛接好總線，無需重新置數(shù)，水表的真實(shí)讀數(shù)仍可繼續(xù)讀出，其安全性、穩(wěn)定性是比較可靠的。 顯示是人機(jī)交互的窗口，是傳遞儀表工作狀態(tài)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵性設(shè)備。葉輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)齒輪傳動(dòng)以電信號(hào)形式輸出，就可以讀取水的總量。在水表中，干簧管一端高電平，另一端接低電平。當(dāng)訪問內(nèi)部 ROM 時(shí)，此管腳上不輸出 PSEN 的選通信號(hào)。 在 W77E58中，串口資源為串口 0和串口 1，其實(shí)串口 0就是 80C52中的串 口，而新增加的串口 1在使用方法上與串口 0幾乎完全一樣。 X1228引腳說明如表 46；時(shí)鐘芯片的連接圖如圖 42所示[11]。本文選用 RS232 作為手持機(jī)與 PC 機(jī)之間的接口方式。只需外接 五 個(gè) 的電容，保證數(shù)據(jù)傳輸速率在 120kbps 下保持 RS232 輸出電平。 MAX485 連接圖如圖 47[15]： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 6 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \朱顏峰 \桌面 \新建文件夾 ( 4 ) \宋英睿原理圖 . D D BD r a w n B y:B1A8V c c2RO3GND7DI6RE4DE5M A X 4 85V C CB AR1P 1. 2P 1. 3P 1. 4 圖 47 MAX485 連接圖 I2C 總線 接口 I2C 總線 (Inter Integrated Circuit Bus)是 Philips 公司首先推出的芯片間串行傳輸總線 ， 由兩根線 (SDA、 SCL)實(shí)現(xiàn)全雙工同步數(shù)據(jù)傳送。本系統(tǒng)中的芯片和 W77E58 連接都是通過 I2C 總線形式連接的 [16]。所以需要制定一套合理的通信協(xié)議來協(xié)調(diào)總線的分時(shí)共用。因此當(dāng)計(jì)算機(jī)與 TTL和 CMOS 電平的器件通訊時(shí)，不能直接將信號(hào)線相連，必需經(jīng)過轉(zhuǎn)換。采用 8 根 I/O 口線實(shí)現(xiàn)了 16 個(gè)按鍵，與獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)相比節(jié)省了一半的 I/O 口。 目前 XICOR公司推出的 X1286/1288最小定時(shí)周期可達(dá)到 10ms， 可以用作更精確的多任務(wù)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度時(shí)間基準(zhǔn) ， 提高任務(wù)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性 。有復(fù)用功能位，如下： T2()：定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入 T2EX()：定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的重裝載 /捕獲控制 RXD1()：串行口 2 RXD TXD1()：串行口 2 TXD INT2()：外部中斷 2 3INT ()：外部中斷 3 INT4()：外部中斷 4 5INT ()：外部中斷 5 ～ I/O 端口 2：端口 2 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電路的雙向 I/O 口。 W77E58是一個(gè)快速 8051兼容微控制器 ，它的內(nèi)核經(jīng)過重新設(shè)計(jì)，提高了時(shí)鐘速度和存儲(chǔ)器訪問周期速度，在相同的時(shí)鐘頻率下，整體速度比 8051快 ；在相同的吞吐量及低頻時(shí)鐘情況下，電源消耗也降低。 電輸出裝置即能量轉(zhuǎn)換裝置，是一種將水表的機(jī)械讀數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)常變換，做循環(huán)性運(yùn)動(dòng)的裝置。 RS 232 轉(zhuǎn)換芯片4 * 4 鍵盤顯示模塊 單片機(jī)RS 485 轉(zhuǎn)換芯片時(shí)鐘芯片存儲(chǔ)芯片 圖 22 抄表器的組成框圖 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 7 3 水表的改裝設(shè)計(jì) 普通水表計(jì)量原理 普通機(jī)械水表的工作原理是當(dāng)被測(cè)液體 （ 水 ） 以一定的流速流經(jīng)水表，液體的動(dòng)能作用于翼輪上，使它旋轉(zhuǎn)，翼輪的轉(zhuǎn)速與被測(cè)液體的流速或流量成比例，把翼輪的轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)軸上的齒輪傳送出去，經(jīng)減速機(jī)構(gòu)再傳送至積算機(jī)構(gòu)，最后由指針在表盤上顯示出被測(cè)液體的總量。另一個(gè)是 RS232 數(shù)據(jù)傳輸接口，可完成同計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信 ，將便攜式抄表器的數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī)，以便進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理； (4) 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集程序通過 RS232 接口，從抄表器讀取數(shù)據(jù)，自動(dòng)將數(shù)據(jù)存入已建立的數(shù)據(jù)庫中，以便數(shù)據(jù)庫管理程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而完成整個(gè)水表抄收管哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 5 理工作 [5]。由于單表設(shè)置無線發(fā)射裝置，表體費(fèi)用高，加上占用頻點(diǎn)需長期交付一定的租用金和管理費(fèi)，這種水表我國可能暫時(shí)難以接收。維護(hù)簡單，另外智能卡水表單表自帶采集、電源部分、電磁閥 （ 電動(dòng)閥 ） 控制、由智能卡讀入可用水量。 它 是由 W77E58 單片機(jī)、時(shí)鐘芯片、存儲(chǔ)芯片、 串行通信 和 LCD 等組成 。 XXXXXX 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 民用住宅水表出戶 計(jì) 量 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 XXXX 指 導(dǎo) 教 師 XXXXX 專 業(yè) XXXXXX 學(xué) 院 XXXXXXX 2021 年 6 月 3 日 Graduation Project (Thesis) Harbin University of Commerce DESIGN OF ONE WATER METER METROLOGY SYSTEM FOR CIVIL HOUSE Student Song Yingrui Supervisor Yu Jintao Specialty Electronic Information Engineering School Computer and Information Engineering 202106 03 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 任務(wù)書 姓名： XXXXXXXX 學(xué)院： XXXXXXX 工程學(xué)院 班級(jí)： 2 班 專業(yè)：電子信息工程 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 題目： XXXXXXXXXXXX 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 立題目的和意義： 隨著樓宇自動(dòng)化的迅速發(fā)展 ， 自動(dòng)抄表系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、家居安防系統(tǒng)都將是樓宇智能化系統(tǒng)不可缺少的一部分， 如果有需要代做計(jì)算機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)的請(qǐng)聯(lián)系 qq 6526558，各種論文參考網(wǎng)站 ， 正在被越來越多的現(xiàn)代建筑所采用。 本課題設(shè)計(jì)的抄表器是一種超低功耗的掌上機(jī)， 最突出的特點(diǎn)是可靠性好 、結(jié)構(gòu)簡單 、 功耗低 、 成本低 、 攜帶方便。解決用水收費(fèi)糾紛的功能，這是其它三種抄表方 式及普通水表上門抄表方式所不能比擬的，并且智能卡水表如同普通水表，無需敷設(shè)線管及線路維護(hù)，安裝方便。 (3) 無線發(fā)射式水表 （ 不聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程無線發(fā)射與接收 ） 英國 AB