Atmega16单片机在智能水表系统上的研究.pdf

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1、总第299期计算机与数字工程Vo1．42No．92014年第9期Computer&DigitalEngineering1741Atmegal6单片机在智能水表系统上的研究王晋。(1．西安航空学院西安710077)(2．西北工业大学西安710072)摘要为了实现对居民用水预付费的需求，提出了一种基于Atmega16智能IC卡水表设计方案，并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件部分主要用来控制智能水表阀的开闭，随后介绍了系统软件设计原则以及控制流程。实际应用表明，该系统具有可靠性强、功耗低、精度高等特点，达到了设计要求。关键词智能水表；Atmegal6；预付费；IC卡中图分类号TN141

2、DOI：10．3969／j．issn1672—9722．2014．09．047Atmegal6SingleChipMicrocomputerinIntelligentWaterMeterSystemⅥANGJin，(1_Xi’anAeronauticalUniversity，Xi’an710077)(2．NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072)AbstractInordertosatisfytherequirementoftheresidentialwaterprepaid，thedesignschemebasedonAtme

3、gal6smartICcardwatermeterisdesignedinthispaper，andthehardwareandsoftwaredesignofthesystemiscompleted．ThehardwarepartismainlyusedtOcontroltheintelligentwatermetervalveopenandclose．Thenthesystemsoftwaredesignprinciplesandcontrolprocessareintroduced．Actualapplicationshowsthatthesystemhashighrelia

4、bility，lowpowercon-sumption，highprecision，etc，andhasreachedthedesignrequirements．KeyWordsintelligentwatermeter，Atmegal6，prepayment，ICcardCIassNumborTN1411引言表上的应用与开发。2系统方案设计长期以来，普通的机械旋翼湿式水表被我国城镇居民普遍使用。此种水表虽然具有价格低廉、性系统的主芯片为A、单片机中的Atrnegal6。能稳定等优点，但在收费模式上还是采取传统的人ATmega16是基于增强的A、RISC结构的低功耗工抄表、按户收费

5、的模式。此方式存在着工作量8位cMOs微控制器。由于其先进的指令集以及单大，收费周期长，收费困难，效率低下等缺点[1]。时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高随着信息技术产业和经济的发展，用户和供水达1MS／MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速管理部门迫切需要一种现代化的管理手段。这给度之间的矛盾。供水部门在用水管理的规范化、自动化和收费网络本设计主要分为微处理器、IC卡电路、液晶显化提出了新课题，并推动着水费管理的电子化、信示、直流电机阀门控制、电源模块、报警电路、防拆息化和网络化_2]。电路、时钟电路等部分，系统总体设计如图1所示。本论文以智能IC卡水表系统为研

6、究对象，重所有模块的设计均考虑了低功耗的要求，工作电压点探讨了基于Atmegal6单片机在低功耗智能仪为三节干电池4．5V，静态工作电流小于3A。*收稿日期：2014年3月3日，修回日期：2014年4月25日作者简介：王晋，男，博士研究生，讲师，研究方向：机械电子工程。王晋：Atmega16单片机在智能水表系统上的研究第42卷具有很高的安全等级。IC卡接口电路如图3所示。S3、S4两个端口之间有一个常开开关，S4接地，S3接单片机PA0口。当IC卡插入时，则开关闭合，S3、S4接通，S4(PA0)变为低电平来触发中断，从而触发插卡中断程序来进行相应的操作。IC卡卡座选用的是常开型卡

7、座，当IC卡插人时，迫使卡座中的两个脚短路。图1系统总体设计DV智能水表的工作原理是[3]：将干簧管和永磁铁加入到普通转盘计数的水表中，在信号端产生两个计量脉冲E。当Atmega16接收到有效计量脉冲时，单片机被唤醒，工作方式由休眠模式转为工作模式，Atmegal6单片机通过运算执行相应的计费功能。将阶梯水价及相关的用水参数存人智能水表系统的单片机中，并通过相应的程序，根据当月用水量实时地计算出水表内的剩余金额。当系统内的金额低于预设的值时，水表会自动关阀报警，图3I