【文章內(nèi)容簡介】 interrupt[TIMERA0_VECTOR] void Timer_A (void){ char i=0。CCR0 += 20000。 // Add Offset to CCR0LCDMEM[7]=0xa。 LCDMEM[8]=0x90。 LCDMEM[9]=0x12。 LCDMEM[10]=0x80。LCDMEM[11]=0x2。 LCDMEM[12]=0x93。 LCDMEM[13]=0x72。 LCDMEM[14]=0x5b。LCDMEM[15]=0x94。for(i=0。i6。i++)LCDMEM[i+1]=distab[digit[i]]。digit[0]++。if(digit[0]==50){digit[0]=0。digit[1]++。if(digit[1]==10){digit[1]=0。digit[2]++。if(digit[2]==6){digit[2]=0。digit[3]++。if(digit[3]==10){digit[3]=0。digit[4]++。if(digit[4]==6){digit[4]=0。}}}}}} 液晶LCD1602圖21 1602字符型液晶顯示器實物圖1602LCD主要技術參數(shù)：顯示容量:162個字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓:字符尺寸:(WH)mm引腳功能說明1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表21所示:編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK表21：引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表22表所示：序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 表 22 1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設置。指令8：DDRAM地址設置。指令9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。 “雙控”傳感器圖23 傳感器 單脈沖輸出，數(shù)以百萬計的實驗數(shù)據(jù)，以及實際的大量應用證明：“雙控開關”各項指標的穩(wěn)定性均優(yōu)于業(yè)內(nèi)其它各式遠傳水、氣表傳感裝置?？蓮V泛應用于國內(nèi)外各種遠程抄表、GPRS/GSM大口徑表無線遠程監(jiān)測等系統(tǒng)。主要特點： 壽命長 先進成熟的技術，關鍵部件核心技術參數(shù)的修正、改良，精密、專業(yè)的制造工藝，靈敏度高，信號輸出可靠、精準，開關壽命1億次，不是真?zhèn)鬏斁嚯x大于1000米。 匹配廣 通用結構設計，小巧精致，裝配簡單，可實現(xiàn)與各式國標水、氣表的順利對接。不改變基表內(nèi)部成熟結構，以保證其穩(wěn)定的工作狀態(tài)。并且當水表達到強制報廢年限，本裝置可以二次使用，節(jié)約成本。多種內(nèi)置電路設置供選擇，可與國內(nèi)外多種遠程抄表、GPRS/GSM大口徑表無線遠程監(jiān)測等系統(tǒng)匹配。 適應強 高品質組件，內(nèi)不穩(wěn)定磁場設計免受外來磁場干擾。合理優(yōu)化的工藝結構，密閉防水，耐酸耐堿，適應各種惡劣工作環(huán)境。技術參數(shù)：1. 單脈沖輸出：2. 最大輸入電壓：24VDC；3. 最大輸入電流：10mA；4. 最大觸點功率：10VA；5. 最大頻率：500HZ；6. 開關當量：1m^3/信號；^3/信號；^3/信號可選?！半p控開關”的工作原理：在傳感裝置防護罩內(nèi)部放置開關電路，輔以一定的核心技術手段，使其內(nèi)部形成密閉防水、磁場穩(wěn)定空間，免受外來電磁干擾。專用指針分置A、B兩個磁鋼。當水氣表指針轉軸帶動專用磁針轉動，磁鋼A即使在臨界點任意擺動亦不能改變開關狀態(tài)，直到磁鋼B旋轉到位感應開關，使其處于閉合狀態(tài)，一開一關而產(chǎn)生一個脈沖信號。同上,磁鋼B的臨界點抖動也不能改變其常閉狀態(tài)，直到磁鋼A再次旋轉到位為止，周而復始。綜上所述，相較其他同類產(chǎn)品，“雙控開關”傳感裝置本身具備狀態(tài)“自保持”功能，已完全徹底地解決了臨界點抖動無法信號的問題，并且，具有靈密度更高，穩(wěn)定性更強（能夠輸出1億次100%準確的方波脈沖信號）、傳輸距離遠（大于1000米）、適用范圍廣等特點。是目前保證各類遠程抄表系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作的最理想、最關鍵的選擇。 圖25 : 1)可調版本的電壓精度為1％；2) 的輸出電壓精度為2％；3)低漏失電壓：1A 輸出電流時僅為 ；3) 限流功能；4) 過熱切斷；5) 溫度范圍：40176。C125176。C，把+5V的電源電壓作為三段穩(wěn)壓管的輸入。 蜂鳴器圖27 蜂鳴器 蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成，當接通電源后（~15V直流工作電壓），多諧振蕩器起振，～，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 由于蜂鳴器的工作電流比較大，以至于單片機的I/O口是無法直接驅動的所以要利用放大電路來驅動，一般使用三極管來放大電流就可以了。3 智能水表的硬件設計 智能水表組成電路的設計1）液晶顯示模塊：圖31 液晶顯示模塊圖 從電路結構、顯示程序等方面考慮, 選用1602LCD顯示模塊, 可顯示162個字符及圖形, 可與CPU 直接接口, 具有8位標準數(shù)據(jù)總線、4條控制線及電源線。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令, 可構成全中文人機交互圖形界。2）聲音報警模塊：圖32 聲音報警模塊圖 蜂鳴器是在每次讀卡操作不成功的時候發(fā)出報警指示音。由于MCU 的I/O口驅動能力有限, 一般不能直接驅動壓電式蜂鳴器, 因此選用PNP 型晶體管組成晶體管驅動電路, 單片機I/O口輸出經(jīng)驅動電路放大后即可驅動蜂鳴器。當IC 卡內(nèi)余額少于設定金額時, 驅動蜂鳴器報警, 計時超過設定后,蜂鳴器發(fā)出警報且計費加倍, 當卡內(nèi)余額小于設定金額時, 控制器發(fā)出提示音, 提醒將停止供水。3）電源監(jiān)測模塊：圖33 電源監(jiān)測模塊 電源監(jiān)測采用穩(wěn)壓管，當主芯片檢測到電源電壓低于5V時，LED0亮度減弱甚至滅掉，觸發(fā)1個低電平信號，單片機檢測到低電平信號時會發(fā)出報警，并關閉閥門，當系統(tǒng)不能滿足系統(tǒng)要求時，及時提醒用戶要更換電池，以免造成不必要的麻煩。4）電控閥模塊：圖34 電控閥模塊圖 閥門控制是水表控制系統(tǒng)中一個很敏感的部分，關啟閥門的可靠性差，將會給供水部門帶來很大的問題。本系統(tǒng)采用的是電動球閥，工作電壓3V，工作時電流僅50mA。設計中利用直流電機帶動電動半球閥正轉或反轉的方式來控制閥門的開啟和關閉。 在機械水表中加裝霍爾元件和磁鐵，構成基于磁電轉換技術的傳感器，安裝在計數(shù)盤位上的磁鐵隨著計數(shù)轉盤運轉，每經(jīng)過霍爾元件一次，即由霍爾元件輸出一個計數(shù)脈沖。當閥門轉到對應的狀態(tài)上時，對應的I/O口觸發(fā)1個上升沿的中斷信號，從而及時通知單片機切斷對直流電機的供電，避免因電機堵轉造成對電機的損害，并極大可能的減少系統(tǒng)消耗的能量。5）水表傳感器模塊圖35 IC卡通訊及水表傳感器模塊圖 通過定時器控制，然后檢測A 、B、C 3個干簧管的導通狀態(tài)，例如干簧管A處于導通狀態(tài)，A口對地短路，。以此來判斷是不是要進行計數(shù)操作。，等待下一次的定時器中斷到來。 6）系統(tǒng)抗干擾設計模塊 本系統(tǒng)中抗干擾設計從兩方面來考慮，一是在硬件設計上采取適當?shù)拇胧﹣硪种坪拖蓴_，例如采用電磁干擾濾波器。另一方面從系統(tǒng)軟件設計上采取一定措施來提高系統(tǒng)的抗干擾能力，即使系統(tǒng)受到干擾，也能自動的快速恢復正常工作。如：盡量減少中斷源，采用中斷與查詢相結合的方法，保持盡可能短的中斷開放時間，隨開隨關；在程序關鍵的地方人為地插入空操作指令，保護CPU在受到干擾，程序“彈飛”時指令不被拆散等軟件措施。 原理圖設計 根據(jù)課題的主要內(nèi)容，并運用一些模擬數(shù)字電路的知識，通過查找資料，用美國TI公司產(chǎn)的MSP430系列單片機中的MSP430F1449芯片來設計智能式水表。主要任務目標是將智能水表的組成電路液晶顯示、聲音報警、電源監(jiān)測、電控閥、IC卡通訊及水表傳感器電路模塊組合成智能水表的控制電路。 根據(jù)課題的主要內(nèi)容和任務目標，繪制的原理圖見附錄A里的附件1。 PCB制作 智能水表設計中，PCB板的物理設計都是最后一個環(huán)節(jié)，如果設計方法不當，PCB可能會受過多的電磁干擾，造成電源工作不穩(wěn)定，以下針對各個步驟中所需注意的事項進行分析：1） 從原理圖到PCB的設計流程建立元件參數(shù)－輸入原理網(wǎng)表設計參數(shù)設置手工布局手工布線驗證設計－復查CAM輸出。2） 參數(shù)設置相鄰導線間距必須能滿足電氣安全要求，而且為了便于操作和生產(chǎn)，間距也應盡量寬些。3） 元器件布局實踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會對電子設備的可靠性產(chǎn)生不利影響。4）檢查布線設計完成后，需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規(guī)則，同時也需確認所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求。注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時會出錯。6）復查根據(jù)“PCB檢查表”，內(nèi)容包括設計規(guī)則，層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設置，還要重點復查器件布局的合理性，電源、地線網(wǎng)絡的走線。 根據(jù)課題的主要內(nèi)容和任務目標,繪制的PCB圖件附錄A里的附件2。4 智能水表的軟件設計0H