【正文】 有兩個(gè)讀指令用于初始化輸出數(shù)據(jù) ,其他指令也需要一個(gè) 8 位地址和相關(guān)數(shù)據(jù)。 4．需要向 25045X 發(fā)出相應(yīng)的指令（有特定的指令名及指令格式）來(lái)控制讀操作和寫操作。當(dāng)芯片處于工作狀態(tài)時(shí)， PIC 在該條管腳上輸出的高電平 ，這個(gè)電壓足夠帶動(dòng)負(fù)載；若要進(jìn)入低功耗模式， PIC 就在該管腳上輸出低電平（相當(dāng)于 0），這樣 X25045 就沒(méi)有電源輸入，就不會(huì)耗電了。所以，在某些情況下，這些管腳可作為可控電源來(lái)利用。 單片機(jī)的 RB6 口提供的電源，同時(shí) RB6 口 還可以控制 X25045 的 WP 引腳，這樣通過(guò)單片機(jī)的 RB6 口就可以控制 X25045 的操作狀態(tài)。 RESET 引腳是一個(gè)開漏型輸出引腳，這種引腳使用的前提條件是必須接上拉電阻。這時(shí)， RESET 復(fù)位信號(hào)會(huì)提供給單片機(jī) 1 號(hào)管腳一個(gè)高電平，即單片機(jī)獲取到一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 3. X25045 各個(gè)管腳和單片機(jī)連接如圖 所示 。 【 RESET 】：復(fù)位輸出。 SI 是串行輸入引腳，當(dāng) SCK 處于上升沿時(shí)可以往芯片內(nèi)輸入數(shù)據(jù)。 【 VSS 】：接地。 【 WP 】 : 芯片寫保護(hù)。 【 CS/WDI 】 :選擇輸入，當(dāng) CS引腳處于高電平時(shí)，芯片沒(méi)有被選中，此時(shí)芯片將SO置為高組態(tài)。 下面是 X25045 和單片機(jī)的連接圖。 (6) 時(shí)鐘可達(dá) 。 (4) 針對(duì)芯片內(nèi)器件的不同型號(hào)，其電壓也有不同的范圍供選擇，它可以是 ～ ，或是 ～ 。 (2) 4K 位串行 EEPROM，十萬(wàn)次擦寫周期，寫入數(shù)據(jù)可保存 100 年。 熱表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模塊說(shuō)明 [] 本設(shè)計(jì)利用 X25045 來(lái)存儲(chǔ)熱表數(shù)據(jù) ， X25045 是 由 美國(guó) Xicor 公司的生產(chǎn)的 一款性能優(yōu)良的單片機(jī)外圍芯片 ，該芯片是一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)化 8 腳集成電路， 該芯片在內(nèi)部集成有EEPROM 、電壓監(jiān)控、看門狗定時(shí)器三種功能， 該芯片在使用過(guò)程中既可以 簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)， 又能優(yōu)化 印 刷 電路板的空間 布局 ， 并且可以有效地 降低系統(tǒng)功耗和 生產(chǎn) 成本。通常，確保電壓 VDD 的上升速度大于等于 福特每毫秒并且電壓 VDD 要從 0 福特起上升就可以確保電復(fù)位成功。它是能在許多情況下提供片內(nèi)復(fù)位的片內(nèi)電路。確定 R3 電阻的阻值大小的方 法如下：利用一個(gè) 5?k 或 10?k 的微調(diào)電阻代替電阻 R3，從 0 慢慢調(diào)高，一旦示波器剛剛出現(xiàn)完整正弦波，這時(shí)候的阻值就是最接近 R3電阻的值。這時(shí)可以通過(guò)示波器來(lái)檢測(cè)引腳 OSC 來(lái)確認(rèn)是否發(fā)生晶振過(guò)分驅(qū)動(dòng)，如果示波器檢測(cè)出完整的正弦波，則沒(méi)有發(fā)生過(guò)分驅(qū)動(dòng)晶振；反之，如果出現(xiàn)方波的情況，則發(fā)生了晶振過(guò)分驅(qū)動(dòng)。當(dāng)晶振頻率為 時(shí)，C6 的值取為 35PF ， C3 為 30PF 。第二， C6 的值要大于 C3 ，這樣的目的是保證晶體在較短的時(shí)間內(nèi)起振。電阻 R3 的作用是防止過(guò)分驅(qū)動(dòng)晶體，晶體 C5 的震動(dòng)頻率為 ，相應(yīng)的 R3的電阻值為 10M? 。 PIC 單片機(jī)的震蕩方式有 四種，經(jīng)配置寄存器 C ONF IG F OS C 1的 ， FOSC2 位加以選擇，并在 ERPROM 編寫時(shí)寫入，四種震蕩方式如表 34 所示。但是振蕩回路中的晶體的激勵(lì)頻率必須保持在一定的范圍內(nèi)，既不能太高也不能太低。但是由于電路上電時(shí)的擾動(dòng)足夠強(qiáng)，即使低壓供電在復(fù)位時(shí)晶體振動(dòng)變慢的現(xiàn)象也不是很明顯。晶體的 類型對(duì)于系統(tǒng)的可靠性影響很大，特別是有睡眠喚醒功能的系統(tǒng)往往要求低電壓和低能耗，對(duì)于晶體的要求更加嚴(yán)格。其中包含晶振電路等。 PIC16C74 最小系統(tǒng)模塊 大型系統(tǒng)如同搭積木一樣是由不同層次的小系統(tǒng)組成的。在電路設(shè)計(jì)時(shí)首先關(guān)心的具體元器件的連接方式，測(cè)試通過(guò)后在畫出 PCB 原理圖。渦輪旋轉(zhuǎn)使得整個(gè)回路的磁通量不斷發(fā)生變化，因此產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)出脈沖信號(hào)，在放大整形電路中變現(xiàn)為方波信號(hào)。 國(guó)產(chǎn)磁電轉(zhuǎn)換器的一般形式是磁阻式，由一個(gè)永久磁體和線圈構(gòu)成。 qv 流量計(jì)測(cè)定的流體流量。旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片因?yàn)榍懈畲盆F的磁場(chǎng)而產(chǎn)生磁通量的變化。其原理是當(dāng)流體在管道內(nèi)沿軸線方 向流動(dòng)時(shí)，有力作用在葉片上，該力的大小與流量 qv 、流體流速 v 和流體密度 q 有關(guān)。當(dāng)水流經(jīng)管道時(shí) ,流體沖擊渦輪葉片而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，渦輪需要克服摩擦阻力矩和流體阻力矩旋轉(zhuǎn)，根據(jù)流體力學(xué)的原理，當(dāng)流量恒定并且流經(jīng)管道的流體粘度也恒定時(shí)，渦輪旋轉(zhuǎn)的角速度隨流體速度的增加而增加，因此可以測(cè)量管道內(nèi)流體的速度，進(jìn)而推算渦輪角速度，最后求出管道內(nèi)流體的流量。常用的有葉輪式、超聲波式和電磁式。所 以，現(xiàn)有熱量表中都是測(cè)定體積流量的流量計(jì) [21]。 質(zhì)量流量和體積流量之間的關(guān)系如下： .mvll?? ( ) 其中： ? 流體密度，與溫度和壓力有關(guān)。瞬時(shí)流量和累積流 量的關(guān)系如下： 12ttL ldt? ? ( ) 根據(jù)計(jì)算單位或者方法的不同又有質(zhì)量流量和體積流量?jī)煞N不同的概念。 1. PDC 605 LCM型 模塊參數(shù) 工作 電 壓 : 4 .8 V V～ 典 型 值； 接 口方 式 :串行； 視角 : 0 ； 顯示 方 式 :反射式正顯示； 顯示 容 量 :6位 +兩組冒號(hào)； 字符 高 度 :11MM ； 工作 溫 度 : 20 60?? 20+ 60； 存儲(chǔ) 溫 度 : 30 70?? ； 2. 接口 引腳 定 義 : 5V?電 源 地 數(shù)據(jù) 通常接Vcc 3． LCD 與 MCU 內(nèi) RAM 映射表見(jiàn)表 33 表 33 LCD 與 MCU 內(nèi) RAM 映射表 Bit DATA D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DATA1 F1 G1 E1 D1 A1 B1 C1 Dp1 DATA2 F2 G2 E2 D2 A2 B2 C2 Dp2 DATA3 F3 G3 E3 D3 A3 B3 C3 Dp3 DATA4 F4 G4 E4 D4 A4 B4 C4 Dp4 DATA5 F5 G5 E5 D5 A5 B5 C5 Dp5 DATA6 F6 G6 E6 D6 A6 B6 C6 Dp6 DATA7 F7 G7 E7 D6 A7 B7 C7 Dp7 4. PDC605模塊結(jié)構(gòu)圖 圖 PDC605 模塊結(jié)構(gòu)圖 流量計(jì) 1．有關(guān)流量的概念 流量有兩種不同的表述方式 —— 瞬時(shí)流量和累積流量。 HT1621 只用 3~4 根通信線路就可以實(shí)現(xiàn) LCD 顯示部件和顯示系統(tǒng)與控制器的連接，對(duì)于管 腳數(shù)量有限的單片機(jī)來(lái)說(shuō)這一特性顯得尤為重要，另外由于儀表本身體積大小受限導(dǎo)致必須用最少的管教數(shù)量實(shí)現(xiàn)液晶顯示通信方式， HT1621 無(wú)疑是最佳選擇。本文的設(shè)計(jì)中 LCM 選擇南京市國(guó)顯電子公司的 PDC 605 LCM型 。 表 32 SLE4442 卡命令格式 字節(jié) 1 控制字節(jié) B7B0 字節(jié) 2 地址字節(jié) A7A0 字節(jié) 3 數(shù)據(jù)字節(jié) D7D0 功 能 30H 地址數(shù) 無(wú)效 讀主存儲(chǔ)器 38H 地址數(shù) 輸入數(shù)據(jù) 修改主存儲(chǔ)器 34H 無(wú)效 無(wú)效 讀保護(hù)存儲(chǔ)器 3CH 地址數(shù) 輸入數(shù)據(jù) 寫保護(hù)存儲(chǔ)器 31H 無(wú)效 無(wú)效 讀加密存儲(chǔ)器 39H 地址數(shù) 輸入數(shù)據(jù) 修改加密存儲(chǔ)器 33H 地址數(shù) 輸入數(shù)據(jù) 比較校驗(yàn)數(shù)據(jù) LCM 液晶顯示模塊 L CD L iqui d Cr y sta l D ispl a y即 ，中文名稱為液晶顯示。 4. SLE4442 卡的每個(gè)命令有三個(gè)字節(jié)組成：控制字節(jié)、地址字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)。 (4) 處理方式 : IC 持續(xù)接收時(shí)鐘，當(dāng)?shù)谝粋€(gè) CLK 下降沿之后， IC 卡轉(zhuǎn)換到底狀態(tài) L I/O的 被設(shè)置成高狀態(tài) H 。這種操作方式禁止所有開始和停止條件。為了防止 IC 卡數(shù)據(jù)丟失和密碼被破解，對(duì)于校驗(yàn)碼出錯(cuò)次數(shù)規(guī)定不大于 3 次，超過(guò) 3次 則此卡作廢。 (3) 保密存儲(chǔ)器 :4 個(gè)字節(jié)： 0 字節(jié)為錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器（ EC ），有效數(shù)位 0~2 ，其他無(wú)意義。 (1) 用戶存儲(chǔ)器 :內(nèi)部結(jié)構(gòu)有 256字 節(jié) ，其中 0~31 字節(jié)可設(shè)成 ROM ，用于存儲(chǔ)用戶識(shí)別碼、 IC 卡發(fā)行單位代碼等數(shù)據(jù)； 32~255 字節(jié)用于存放用戶信息。存數(shù)卡內(nèi)部電壓的增加保證能夠給芯片持續(xù)提供 +5V 的電壓，而大容量的存儲(chǔ)空間則保證了日常應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)算要求。如果系統(tǒng)因?yàn)槠渌蛲Ｖ构ぷ?，或者軟件本身有?wèn)題，程序的清預(yù)分頻器不能正常操作 WDT 的計(jì)數(shù)器，此時(shí) WDT 的溢出會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)，防止程序出現(xiàn)難以預(yù)計(jì)的錯(cuò)誤。這一特點(diǎn)表明單片機(jī)時(shí)鐘停止工作時(shí) WDT 仍然可以保證正常工作，比如讓單片機(jī)執(zhí)行SLEEP 命令。 (3) 串口通信功能：主要就是 SPI 、 2IC、 SCI 等功能，能夠和其他外部計(jì)算機(jī)保持通信。 TIMER1 模式： 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，中斷溢出范圍是 0000h 到FFFFh 、可讀寫。 (2) 定時(shí)器模塊：如前所述 PIC16C74 有三個(gè)定時(shí)器： TIMER0 、 TIMER1 、TIMER2 。系統(tǒng)復(fù)位地址是0000h ，中斷向量地址是 0004h 。 【 20】 低功耗： 5V 4MHz 5m A、 時(shí) ； 3V 32k Hz 23 A?、 時(shí) 典 型 值；典型待命電流 ? A? 。 【 18】 TMSPI 和 2 TMIC 兩種同步串行通信方式 。這里面儀器的分辨率置頂能達(dá)到 ；而對(duì)比儀器的分辨率置頂能達(dá)到 200ns ； PWM 的分辨率達(dá)到 10位。 【 15】 具有 3 個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器和 33 個(gè)輸入 /輸出口。 【 13】 低功耗 SLEEP 方式。 【 12】 具有保密功能，防止任意拷貝。 【 10】 監(jiān)視定時(shí)器電路。 【 8】 直接、間接、相對(duì)尋址方式。 【 6】 具有中斷能力。 【 4】 執(zhí)行速度快，壓縮能力強(qiáng)。 【 2】 35 條單字指令。其中，最主要的系統(tǒng)要求中具體考慮的問(wèn)題有溫度和流量的采集模塊、 IC 卡、日歷電路、 LCD 顯示模塊的組成部件的選型。 綜合以上幾點(diǎn)因素，選擇 PIC 作為熱量表的核心控制器。 （ 5）外殼包裝尺寸大小 ,包含組件的多少。 （ 4）單片機(jī)的可靠性和抗干擾性。 （ 3）單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。 （ 2）單片機(jī)選擇的可行性。 在選擇單片機(jī)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮 [19]： （ 1）單片機(jī)的兼容性和可擴(kuò)展性。 13) 單片機(jī)控制系統(tǒng)：處理數(shù)據(jù)和控制外圍電路。 11) 看門狗電路： 主要提供存貯數(shù)據(jù)的單元，包括臨時(shí)保存和長(zhǎng)期保存。 9) 電磁閥控制電路：用來(lái)完成閥門的驅(qū)動(dòng)，并且操作電路輸出電平信號(hào)控制閥門，該系統(tǒng)中閥門的狀態(tài)有三種：打開、關(guān)閉、異常。 7) LCD 顯示模塊：顯 示有關(guān)數(shù)據(jù)和內(nèi)容。 5) 通道選擇電路：決定流體進(jìn)入哪種溫度通道。 3) 波形整形電路：把尖脈沖信號(hào)變?yōu)榉叫尾ㄐ盘?hào)，然后改信號(hào)在單片機(jī)控制系統(tǒng)中完成計(jì)數(shù)功能。 硬件的 組成部分 硬件設(shè)計(jì)采用模塊化的思想，參考系統(tǒng)整體對(duì)于硬件的要求，初步擬定的硬件邏輯框圖如下圖 ： 圖 IC卡熱量表的硬件框圖 各部分的功能如下： 1) 電源電路：采用 5V 鋰電池供電，穩(wěn)壓濾波處理后整個(gè)系統(tǒng)的每一個(gè)部分都由電源電路 供電。 因?yàn)檐浖到y(tǒng)和硬件系 統(tǒng)是并存的，接下來(lái)將重點(diǎn)介紹熱量硬件系統(tǒng)，包括其組成部分，以及各自的功能和組成部分之間的聯(lián)系。 (4) 電磁閥的控制。 (2) 熱量表的抗干擾性。 (6) 加密功能 :一戶一卡，不可錯(cuò)用。 (4) 警報(bào) 功能 :熱量余值報(bào)警，提醒用戶購(gòu)熱；失電報(bào)警或電壓不足自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并且關(guān)掉電子控制閥門保證系統(tǒng)的安全。所以說(shuō)它可以很敏感的對(duì)賬戶所使用的熱量進(jìn)行控制。 IC 卡熱量表 的作用 IC 卡 的主要作用有以下幾個(gè)方面： (1) 讀取 功能 :在使用 IC 卡后能夠 清楚的讀取 “總用熱量”、“剩余熱量”、“開關(guān)閥狀態(tài)”、“卡號(hào)”等項(xiàng)目； (2) 記憶功能 :能夠自行存儲(chǔ)用戶熱量表中的信息。 表 21 溫度、熱焓值、密度三者之間的關(guān)系 溫度 T (Co ）