基于MSP430单片机的新型智能IC卡水表

　　1前言

　　老式水表结构上存在的缺陷及传统的自来水收费方式存着计量不准确、水表易被人为破坏、管理费时费力等问题f‘，这在很大程度上困扰着供水部门，产品急需更新换代。笔者开发的智能水表就是为了解决这一难题而开发的。本项目开发的是体积较小的高度集成和数字控制的表阀一体化非接触式IC卡智能水表，可以精确测量和控制用水量。

　　2基于MSP430单片机的新型水表系统构成

　　新型水表的控制系统组成如图1所示，主要分为以下几个部分:即主控CPU、检测计量单元、阀门控制系统、IC卡通讯、电源监控系统、液晶显示及声音报警等子系统。

　　2.1MSP430系列单片机性能简介

　　本系统的核心元件采用的是TI公司的MSP430系列单片机。该单片机是一种具有超低功耗特性的功能较全的低成本16位单片机，它特别适合应用在各种要求低功耗的场所，如应用电池的场合或手持设备上，它的硬件乘法器大大加强了其功能并提供了软硬件相兼容的范围，提高了数据处理能力。同时，该系列单片机将大量的外围模块整合到片内，特别适合于设计片上系统，有不同型号的器件可供选择，给设计者带来很大的灵活性。适应工业级应用环境MSP430的运行环境温度范围为一40℃-85℃「3〕。该系列单片机的主要特点:电源消耗的超低功耗及CPU外围的高度整合性。它具有多种省电模式，功耗特别低，一颗电池可工作10年，在液晶显示时也能达到0.8林A的低电能消耗。

　　2.2基于MSP43O单片机的功能开发

　　笔者设计的水表控制系统中，MSP430单片机主要应用在包括水流信号的检测、采集处理以及对外围辅助电路的实时监控。主要体现在:

　　(l)水流信号的检测及处理

　　来自流量计传感器的水流信号经前置电路处理后，转换成一系列可供测量的电压脉冲信号。这些脉冲信号由单片机的TIMER--A定时器进行捕获并由中断服务程序实时记录，经过积算处理后，可以准确地转换成用户的耗水量，从而可以达到对微小流量进行精确计量的目的(预期目标是001m3/h以下)。

　　(2)阀门控制系统

　　阀门控制系统由电磁阀与电磁阀驱动电路组成。电磁阀驱动电路利用MSP430单片机的基本1/0口输出控制信号，经放大后用以控制电磁阀的开启与关闭。为保证水表长时间使用的可靠性及关断水流的有效性，需要电磁阀开启可靠灵活，功耗小。我们采用的是改进后的双稳态自保持电磁阀，使用时，在线圈上加正向脉冲开启，加反向脉冲关闭。在持续关闭或持续开启期间，没有电能消耗。和常规电磁阀相比，具有不烧毁线圈、耗电低、无噪音等优点，特别适合应用在低功耗场合。