基于51单片机的ic卡智能水表课程设计

基于51单片机的ic卡智能水表课程设计

一、引言

随着科技的不断进步和社会的发展，智能水表作为现代化的水表管

理方式，正在逐渐取代传统的机械式水表。本文基于51单片机设计一

个IC卡智能水表，实现水表的自动计量、远程抄表和用户信息管理等

功能。该设计将提高水资源利用的效率，方便管理人员的工作，并且

实现了智能水表的节水、环保功能。

二、系统设计

1. 硬件设计

IC卡智能水表的硬件主要包括51单片机、开关电源、电源管理电路、水流量传感器、LCD显示屏、蜂鸣器、键盘和IC卡读写器等模块。其中，51单片机作为主控制模块，负责接收各个模块的数据并进行处理。水流量传感器用于检测水流量大小，LCD显示屏用于显示用水量

和用户相关信息，蜂鸣器用于发出报警信号，键盘用于输入用户的操

作指令，IC卡读写器用于读取和写入用户的信息。

2. 软件设计

IC卡智能水表的软件主要包括嵌入式系统程序和用户信息管理程序。嵌入式系统程序负责实时监测水流量，计算用水量并显示在LCD屏上；用户信息管理程序负责管理用户信息，包括用户的身份验证、用水量

统计、账单生成和IC卡信息存储等功能。软件设计需要采用C语言编程，并通过51单片机的开发环境进行编译和烧录。

三、系统功能

1. 自动计量

IC卡智能水表能够自动监测和计量水流量，并根据水流量大小计算出对应的用水量。通过水流量传感器的实时检测，系统可以准确地计算出用户的用水量，并在LCD屏上显示。

2. 远程抄表

IC卡智能水表支持远程抄表功能，可以通过无线通信方式将抄表数据传输给管理中心。管理中心可以方便地获取用户的用水量信息，实现了抄表工作的自动化和高效性。

3. 用户信息管理

IC卡智能水表具备用户信息管理功能，用户可以通过键盘进行身份验证并查询自己的用水量和账单信息。管理人员可以利用IC卡读写器对用户的IC卡信息进行读取和写入，便于管理和维护用户的数据。

4. 节水和环保

通过智能水表的使用，用户可以实时了解自己的用水情况，从而引起节水的意识。管理中心可以根据用户的用水情况制定合理的用水政策，达到合理利用水资源的目的，实现了对水资源的保护和环保的效果。

四、实验结果

经过测试，基于51单片机的IC卡智能水表具备稳定可靠的工作性能。系统能够准确地计量水流量，并实时显示用水量和用户信息。远程抄表功能也得到了有效验证，数据能够成功传输到管理中心。用户信息管理功能的设计使得用户的操作更加方便，可以轻松查询自己的用水量和账单信息。

五、结论

本文设计了基于51单片机的IC卡智能水表，实现了自动计量、远程抄表和用户信息管理等功能。该水表利用智能化技术，提高了水资源利用效率，方便了管理工作，实现了节水和环保的目标。将来，可以进一步完善系统的功能，如加入远程控制功能，实现用户自主管理用水等。

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案 1文献综述 1.1课题的背景及意义 环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题，保护环境是全人类的共同任务。水资源作为生态环境中的重要资源，是人类生活的生产中不可取代的资源，对一个国家的生存和发展也是极为重要的。水资源是一切生命的源泉，是人类不可缺少的物质条件，没有水人类就不能生存，没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。 IC卡智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是一个很大的进步。IC卡智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，同时可以进行用水数据存储的功能。由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可利用银行进行结算的特点[1]。 IC卡智能水表及其管理系统的出现，将从根本上解决了已上问题。采用IC卡智能水表进行交易结算，不但实现了用水收费的电子化，而且还改变了先用水后收费的不合理状况，使的供水部门能预先收取部分费用，有利于公用事业的发展。IC卡智能水表具有成本低、可靠性高、使用寿命长及安全性好等优点，可提高居民用水收费的管理水平，确保供水部门能及时收取水费。因此，IC卡智能水表成为相关科研单位关注的重点，具有很好的经济效益与社会效益[2]。 1.2 智能水表的发展趋势 随着微电子技术的快速发展，加上国家相关政策的推动，民用计量仪表的智能化将是一个必然的发展方向。这不仅是中国的一种趋势，也将成为世界性的趋势。而在近十年里，单体式智能IC卡类仪表又将会是发展主流。 从实际情况看，现在的IC卡智能水表确实还存在着许多影响其大规模推广使用的问题。这些问题集中起来主要是（1）价格太高；（2）质量不可靠；（3）存在安全隐

基于单片机设计的IC卡水表

基于单片机设计的IC卡水表 【大比特导读】IC卡水表是集测控于一身的机电一体化产品，除了具备一般仪表所需的基本功能，还有其自身的特点。例如，对其必须采取防水防潮措施;再如IC卡水表必须具备低成本、低功耗、小外形及高精度的特点，即IC卡水表的四要素。在设计过程中必须基于此四要素进行设计，方能满足产品的实际应用要求。 在我国，IC卡水表大约出现于20世纪90年代初期，经过10多年的快速发展已渐趋成熟。尤其是近几年，随着设计水平的提高及生产的规模化，在各大中城市中得到了越来越多的使用。 IC卡水表是集测控于一身的机电一体化产品，除了具备一般仪表所需的基本功能，还有其自身的特点。例如，对其必须采取防水防潮措施;再如IC卡水表必须具备低成本、低功耗、小外形及高精度的特点，即IC卡水表的四要素。在设计过程中必须基于此四要素进行设计，方能满足产品的实际应用要求。 1 IC卡水表的测控电路组成及软件设计 1.1 IC卡水表的测控电路组成 测控电路组成框图 考虑到低成本的要求，本系统主要芯片采用AT89C2051-12PI、PCF8564及AT24C01等。 其基本工作原理为：采用事件触发机制，即通常不上电，因此耗电只是PCF8563的休眠状态消耗，约250nA左右[1]。彩三类事件触发方式，即干簧管

吸合时发生的“计数事件"、进行卡操作时发生的“插卡事件”及预置于日历时钟芯片的定时醒闹时发生的“定时事件”。当发生此三类事件时，测控电路自行上电，按预置的工作过程进行处理，结束后自行断电。根据居民的用水情况，需要测控电路工作的时间一般每日约0.3秒～1分钟不等。考虑到低功耗要求，采用事件触发机制是科学合理的。有些设计采用液晶长期显示方式，虽然理论计算寿命时功耗要求能够得到满足，但根据我国的实际运作情况，无进行长期显示的必要，显然此设计方式不足取，除非电池特性要求如此，如采用锂亚硫酰氯电池时。 1.2 软件设计 基本的软件功能框图 依上述三类事件的工作，要求测控板启动工作工作状态，帮程序首先判断是哪类事件发生并细化类型后分别处理。例如卡操作事件情况下，再次判断是何种功能卡要求操作等。 由于小型化及低成本的要求，程序未采用冗余量较大的C语言，而采用汇编语言进行编制，使程序代码控制在2K字节[2]之内，故可选用小外形及低成本

基于51单片机的ic卡智能水表课程设计

基于51单片机的ic卡智能水表课程设计 基于51单片机的IC卡智能水表课程设计 一、引言 随着科技的发展和人们生活水平的提高，水资源的合理利用和管理变得愈发重要。传统的水表只能实现简单的读数功能，无法满足现代社会对智能化水表的需求。本文将介绍一种基于51单片机的IC 卡智能水表的课程设计方案，通过对IC卡的读写和水表计量功能的结合，实现对用户用水量的监测和管理。 二、课程设计方案 1. 系统框架 本课程设计采用51单片机作为控制核心，通过与IC卡、水表及相关传感器的连接与通信，实现智能水表的计量、存储和管理。系统框架包括IC卡读写模块、水表计量模块、显示模块和数据管理模块。 2. IC卡读写模块 IC卡作为存储用户信息和充值记录的介质，需要通过51单片机与系统进行数据交互。本课程设计中，采用SPI总线通信协议，通过51单片机的SPI接口与IC卡进行通信，实现对IC卡的读写操作。IC卡中存储了用户的身份信息、充值金额和消费记录等数据，通过读卡器读取IC卡中的数据，传输给51单片机进行处理。 3. 水表计量模块

水表计量模块通过与水表传感器的连接与通信，实现对用户用水量的实时计量。本课程设计中，采用脉冲计量的方式，水表传感器产生的脉冲信号通过51单片机的外部中断引脚接收并计数，实时记录用户的用水量。通过设置合适的脉冲与用水量的换算关系，可以准确地计量用户的用水量。 4. 显示模块 显示模块用于显示用户的用水量和剩余金额等信息，方便用户实时了解自己的用水情况。本课程设计中，采用LCD液晶显示屏作为显示设备，通过51单片机与LCD显示屏进行通信，将计量数据和相关信息显示在屏幕上。 5. 数据管理模块 数据管理模块用于对用户的用水量和消费记录进行管理和统计。本课程设计中，采用EEPROM作为数据存储介质，通过51单片机与EEPROM进行通信，实现对用户信息、充值记录和消费记录等数据的读写操作。通过数据管理模块，可以实现对用户用水量和消费情况的管理和查询。 三、功能实现 1. IC卡的读写功能：通过51单片机与IC卡读卡器进行通信，实现对IC卡数据的读取和写入操作。用户可以通过刷卡的方式实现充值和查询等功能。

基于单片机的IC卡智能水表设计(有cad图)

目录 摘要 (1) Abstract (2) 第1章绪论 (3) 1.1课题背景及意义 (3) 1.2 传统水表 (4) 1.2.1 传统水表的主要结构 (4) 1.2.2 传统水表的主要特点 (4) 1.3 智能水表 (4) 1.3.1 智能水表的特点 (5) 1.3.2 国内外智能水表的发展现状及发展趋势 (6) 第2章智能水表的组成和单片机的选择 (7) 2.1智能水表系统硬件组成 (7) 2.2 AT89C51单片机简介 (8) 2.2.1 89C51单片机的基本组成 (8) 2.2.2 89C51单片机引脚及其功能 (9) 第3章系统各模块硬件电路设计 (10) 3.1 IC卡读写电路 (10) 3.1.1 Mifare 1射频IC卡 (10) 3.1.2 H6152读写模块 (13) 3.1.3 IC卡读写电路的原理及说明 (13) 3.2 液晶显示电路 (16) 3.2.1 液晶显示模块 (16) 3.2.2 电源模块 (18) 3.2.3 单片机模块 (20) 3.3 记忆单元电路 (20) 3.3.1 I2C总线简介 (20) 3.3.2 AT24C01简介 (22) 3.3.3 硬件原理图 (22) 3.4 电磁阀控制电路 (23) 3.5 其它模块电路 (24) 第4章系统各模块软件设计 (25) 4.1 IC卡读写软件设计 (25) 4.1.1 H6152内部寄存器 (25) 4.1.2 H6152通信协议与控制命令 (27) 4.1.3 IC卡读写电路程序流程图及部分程序 (31) 4.2 液晶显示电路软件设计 (32) 4.2.1液晶控制驱动器指令集 (32) 4.2.2程序流程图及部分程序 (34) 4.3 记忆单元电路软件设计 (36)

基于51单片机的ic卡智能水表课程设计

基于51单片机的ic卡智能水表课程设计 一、引言 随着科技的不断进步和社会的发展，智能水表作为现代化的水表管 理方式，正在逐渐取代传统的机械式水表。本文基于51单片机设计一 个IC卡智能水表，实现水表的自动计量、远程抄表和用户信息管理等 功能。该设计将提高水资源利用的效率，方便管理人员的工作，并且 实现了智能水表的节水、环保功能。 二、系统设计 1. 硬件设计 IC卡智能水表的硬件主要包括51单片机、开关电源、电源管理电路、水流量传感器、LCD显示屏、蜂鸣器、键盘和IC卡读写器等模块。其中，51单片机作为主控制模块，负责接收各个模块的数据并进行处理。水流量传感器用于检测水流量大小，LCD显示屏用于显示用水量 和用户相关信息，蜂鸣器用于发出报警信号，键盘用于输入用户的操 作指令，IC卡读写器用于读取和写入用户的信息。 2. 软件设计 IC卡智能水表的软件主要包括嵌入式系统程序和用户信息管理程序。嵌入式系统程序负责实时监测水流量，计算用水量并显示在LCD屏上；用户信息管理程序负责管理用户信息，包括用户的身份验证、用水量 统计、账单生成和IC卡信息存储等功能。软件设计需要采用C语言编程，并通过51单片机的开发环境进行编译和烧录。

三、系统功能 1. 自动计量 IC卡智能水表能够自动监测和计量水流量，并根据水流量大小计算出对应的用水量。通过水流量传感器的实时检测，系统可以准确地计算出用户的用水量，并在LCD屏上显示。 2. 远程抄表 IC卡智能水表支持远程抄表功能，可以通过无线通信方式将抄表数据传输给管理中心。管理中心可以方便地获取用户的用水量信息，实现了抄表工作的自动化和高效性。 3. 用户信息管理 IC卡智能水表具备用户信息管理功能，用户可以通过键盘进行身份验证并查询自己的用水量和账单信息。管理人员可以利用IC卡读写器对用户的IC卡信息进行读取和写入，便于管理和维护用户的数据。 4. 节水和环保 通过智能水表的使用，用户可以实时了解自己的用水情况，从而引起节水的意识。管理中心可以根据用户的用水情况制定合理的用水政策，达到合理利用水资源的目的，实现了对水资源的保护和环保的效果。 四、实验结果

任务书-基于51单片机的智能电能计量系统方案设计

湖南铁道职业技术学院 毕业设计任务书 学期2015学年第一学期 课题名称基于51单片机的智能电能计量系统方案设计 班级 指导教师 计划制订 专业负责人 教学院长 2014 年 9月 10 日

《基于51单片机的智能电能计量系统方案设计》 设计任务书 一、课题名称 基于51单片机的智能电能计量系统方案设计 二、适用专业 通信专业 三、毕业设计任务 1、课题概述 电能是社会生产、人民生活必需的重要能源之一，随着国民经济的不断发展，电力需求急骤上升，电力供应与电力需求出现了不平衡。目前，全国一些省份存在电力供应不足，这不但阻碍了经济的发展，也妨碍了人民的生活。在世界常规能源日趋贫乏的今天，电能的节约与电能的有效利用具有重要意义。电能表是当前电量计量和经济结算的主要工具，随着现代检测技术、电气与电子技术的不断发展，使人们能够开发出功能更多、准确度更高的电能计量装置。电能计量的分时计费方式可以通过调节人们的用电行为，对提高电能利用的合理性和缓解电力供需矛盾具有重要价值。但是传统的机电式电能表无法执行分时计量和分时计费的功能，因此基于单片机技术设计的新型数字电表是实现新型电能管理方式的前提。AT89C51是超低功耗的16位单片机，采用精简指令集。它具有丰富的片内外设，功能强大，并且具有很低的电能消耗，特别适合在电池供电的设备中运用。在研制过程中，精度、可靠性、功耗是侧重点，并充分考虑产品化的需要，采取有利于推广的措施。 2、实现原理图 系统主要由计量模块、单片机、LCD显示、实时时钟电路及电源电路等组成部分。其中,单片机是电能表的核心,由它智能化的形成并可靠地提供电能计算、时段判断、费率切换等功能。单片机通过AD7751对电网的电压和电流取样，经过内部处理后以频率的形式输出，送给单片机测量频率，计算出有功功率，对时间进行积分后便可得到电能，数据送LCD显示。设计原理图如图1所示。

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设 计 【摘要】本文的重点是对新型的IC卡智能水表电路进行设计和研究，它的 主要特征是：以STC89C52单片机为核心，可以实现对IC卡的读写，对液晶屏幕 的显示、电磁阀的开闭，对流量计脉冲的提取进行控制。此外，它还拥有存储电路，可以完成对水表信号的读写处理，并对水表工作进行监控。同时还能提供安 全保护、自动报警、通讯接口等电路设计，以满足用户对IC卡智能水表控制系 统的要求。通过现场数据采集和实时传输水表数据，可以轻松准确地了解用户的 用水量、剩余水量和购水量等信息，实现对用户的实时监控。 【关键词】单片机IC卡智能控制水表 1水表的系统方案设计 本系统以实现控制水的功能为基本原则，同时又要满足低功耗的要求。首先，用户持IC卡到自来水公司购水，自来水公司用读写器把购水记录的数据写入IC 卡中，之后用户将IC卡放在水表的读取和写入模块的感应区，然后IC卡读取和 写入模块把IC卡中的数据传输到单片机，单片机就会根据IC卡中有无余额来决 定是否要打开电磁阀，同时在LCD模块上显示出水表中的结余金额、用水量、余 水量等信息；在用户用水时，流量传感器会将收集到的用水量数据的脉冲信号传 输给单片机，通过单片机来计算目前的余额。当余额低于设置值时，将发出警报，当余额为零时，将自动将电磁阀关闭，直至再次读入IC卡中。此外，在这个设 计中，还考虑到了防拆卸的功能，如果有人想要强行拆卸水表，就会触发水表内 的防盗开关，当单片机探测到这个信号时，控制电磁阀自动关闭，并且报警器会 发出警报声。 2 智能水表的硬件部分设计 2.1 主控制装置

本设计所采用的STC89C52是一个8位的CMOS51单片机，它有8KB的可编程 性和可擦去性。其具有32个输入输出端口、6个中断信号和2个计时器。芯片中 的闪存能够让程序在系统中进行更改，或者利用传统的非易失内存编程器改写相 应的程序。STC89C52是一种功能强大，性能稳定，性价比较高，在各类控制系统 中有着广泛的应用。 STC89C52的主要特点是：8KB的可自适应闪存；0-40兆赫静态工作；128×8 位的内部RAM；32路外双向输入输出端口，6路中断优先权；2个可编程定时器，可编程串行通道；片内时钟振荡器。在功耗模式下，因为晶体管暂停工作，所以 所有的操作都要暂时搁置，只保留晶体管中的内存，等待下一次硬件被重置。 2.2 传感装置 作为水表的传感元件，流量传感器是水表准确计量的重要依据，也是水表能 否正常运行的关键。但就目前的模拟水表而言，旋翼式是最简单的一种，具有较 大的量程，较高的灵敏度，简易的外形。所以，旋翼式水表是目前最受用户欢迎 的一种模拟水表。为此，本设计采用脉冲采集技术，对一种具有IC卡功能的智 能水表进行数据采集的方法。采用涡流式水力传感器，对水力传感器进行了测试。涡流式流量计是利用涡轮机来测量流量的。当有水通过时，水轮机内部的水轮机 就会转动，水轮机外壳上的电感线圈就能探测到水轮机的转动，并将其转化为一 种脉冲信号。 2.3 显示装置 用LCD来显示水表的输出数据，可以显示剩余水量、电池电量和开关量等数据。LCD1602液晶显示屏：一种点阵型的LCD组件，专用于显示数字，字母，符 号等。它有两行16个点阵式的字符，不但能显示数字，而且能显示英文和符号。 从各方面考虑，选择了功耗低的LCD1602型液晶显示屏。 2.4 电源线路 在设计电源源时，不仅要保证功率输出的可靠性，而且要保证各电路板上的 退耦电容。从电路来看，本电路采用的电源为直流电源+5V和+3.3V，单片机由外

水表的智能化设计与实现

水表的智能化设计与实现 郭爱云;帅伟;刘天宋 【摘要】A low power intelligent IC card water meter system was designed and implemented based on the basic philosophy of low power design for single chip processor system.The low power intelligent IC card water meter system consists of sensors,LCD,electromagnetic valves and control unit taking 89LV51 single chip comput-er by ATMEL as the core.By testing the experimental prototype,the results indicated that the system could dis-play,read and write IC card data, and could also open and close the electromagnetic valves.The system could re-alize lower power consumption when it entered into the state of power down after finishing processing work.%基于单片机系统的低功耗原理,设计了低功耗IC卡智能水表的控制系统. 该系统以ATMEL公司的89 LV51单片机为核心,外接了传感器、LCD 显示器和开关电磁阀等子模块. 通过对样机的测试,结果表明:该设计可以实现对IC 卡数据的读写及显示,并可根据卡内余额执行电磁阀的开闭;当系统完成处理工作后立即进入掉电状态,静态功耗很低. 【期刊名称】《常州工学院学报》 【年(卷),期】2015(028)006 【总页数】6页(P25-29,38) 【关键词】IC卡;低功耗设计;单片机系统;智能水表 【作者】郭爱云;帅伟;刘天宋

单片机在智能水表中的应用

单片机在智能水表中的应用随着科技的不断发展，智能水表作为一种先进的计量器具开始被广泛应用于各类住宅和商业建筑中。智能水表通过使用单片机技术，实现了对水流的准确计量、数据传输和智能管理。本文将探讨单片机在智能水表中的应用，并分析其优势和未来发展方向。 一、智能水表简介 智能水表是一种能够实时监测、计量和远程管理水流的高精度计量仪器。与传统的机械水表相比，智能水表具有以下几个特点： 1. 准确计量：智能水表采用电子计量技术，能够实时准确地测量水流的各项参数； 2. 数据传输：智能水表通过通信模块将计量数据传输至水务管理中心，实现远程抄表和数据管理； 3. 智能管理：智能水表配备了数据分析和监测系统，能够对水流进行实时监测和异常预警。 二、单片机在智能水表中的应用 单片机作为智能水表的核心控制器，负责管理和控制各个部件的工作。其应用主要体现在以下几个方面： 1. 数据采集与处理

单片机通过传感器获取水流的压力、流速等参数，并将采集到的数据进行处理和转换。通过内置的模数转换器，单片机能够将模拟信号转换为数字信号，并计算出准确的水流量。 2. 数据传输与通信 单片机通过串口或无线通信模块与水务管理中心建立通信连接，将采集到的计量数据上传至中心服务器。这样，水务管理人员可以实时获取各个用户的用水情况，并进行合理分配和管理。 3. 安全控制与防护 智能水表中的单片机能够实现多种保护功能，如水表防拆功能、防浸水功能等。当发生异常情况时，单片机可以及时做出响应并采取相应的措施，确保水表的正常运行和数据的安全。 4. 远程操作与监控 借助单片机的远程控制功能，用户可以通过智能手机或电脑终端实现对水表的远程操作和监控。例如，用户可通过手机应用程序查询用水情况、设置用水限额等。 三、单片机在智能水表中的优势 单片机在智能水表中的应用具有以下几个优势： 1. 稳定可靠：单片机具有高性能和稳定性，能够实时处理和控制水表的各项操作，保证了水表的准确性和可靠性。

基于单片机的IC卡智能水表源代码

基于单片机的IC卡智能水表源代码 作者：清华大学杨家沛 ；************************************************************************** ；本系统所用CPU：PIC16F84 ； ；采用外接RC经济阻容振荡方式：R=100K C=100P ；时钟频率约72KHz ；机器周期约56us ；************************************************************************** INCLUDE “PIC 84.H”；PIC84头文件 ；************************************************************************** ；液晶显示命令字定义 ；************************************************************************** SYSDIS EQU B'00000000' ；关闭液晶系统振荡和偏振命令字SYSEN EQU B'00000001' ；打开液晶系统振荡 LCD ON EQU B'00000011' ；打开液晶偏振发生器 BIAS 1 EQU B'00100000' ；液晶显示方式命令字 ；************************************************************************** ；PIC I/O口线输入输出方式定义字 ；************************************************************************** O RB EQU B'01000110' ；RB口输出状态定义字 ；输出状态：RB0，RB3，RB4，RB5，RB7均为输出，RB1，RB2，RB6为输入； I RB EQU B'01100110' ；RB口输入状态定义字 ；输入状态：RB0，RB3，RB4，RB7为输出，RB1，RB2，RB5，RB6为输入； 0 RA EQU B'11110000' ；RA口定义字 ；RA4为输入，低4位均为输出 ；**************************************************************************

基于单片机的智能水表设计

毕业设计(论文) 论文题目 基于单片机的智能水表设计 学号：XXXXXXXX 姓名：XX 专业：电气工程及其自动化 系别： 指导教师：XXX XXXX年XX月

摘要 本文以智能IC卡水表系统为研究对象，研究了基于单片机的智能水表的设计。首先提出射频IC智能水表系统的设计方案; 其次对系统硬件电路结构进行了设计; 再次介绍了系统软件设计原则以及控制流程。该智能水表以低功耗、低电压、高性能的8 位单片机AT89C51为核心，以防干扰性能极高的双干簧管为流量传感器，另外本设计还有可显示状态字的LED 显示屏以及报警模块，剩余水量到报警值或为零时，门阀驱动电路运作，自动关阀中断供水。采用射频读写芯片，当IC 卡贴近感应区时，通过读卡芯片读入所购水量并和水表内剩余水量累加，并写入射频卡水表内存储器。本设计不仅可以改善传统水表功能单一的缺点，测量精度更高，功能更强，可靠性更好，还能从根本上改变用户先用水后交费，采用人工抄表、按户收费的现状，彻底改善工作量大，收费周期长，收费困难，效率低下等缺点。关键词：智能水表；射频IC卡；AT89C51

ABSTRACT With the intelligent IC card water meter system as the research object, research the design of intelligent water meter based on single chip microcomputer. First ,put forward the design scheme of RF IC intelligent water meter system; secondly, design hardware circuit structure of the system ; Finally, introduce software design principle of the system and control process. The intelligent water meter with 8 bit microcontroller AT89C51 for low power, low voltage and high performance as the core, double reed pipe for high anti-interference performance as the flow sensor, can also be capable of displaying status word of LED screenand has alarm module.When the surplus water to the alarm value or zero, gate drives circuit operation,and shut water supply valve automatically. Using radio frequency read-write chip, when the IC card close to the induction zone, read the purchasing amounts and cumulative surplus water accumulation in the water meter through the chip card reader , a nd write in the memory of RF card water meter . This design not only improves the shortcoming of the traditional water meter with Single function,which has higher precision, stronger function and better reliability, but also fundamentally changes the present situation where people must use water first and pay after, where use manual meter reading, where charge by households, thoroughly improves the disadvantages of the big workload , long cycle of the charge, difficult charging and the low efficiency . KEYWORDS：RF IC card；AT89C51；Intelligent water meter

基于AT89C51单片机的水位控制系统的课程设计

基于单片机的水位控制系统设计 目录

1概述 (2) 2设计的基本任务和要求 (3) 2.1 基本功能 (3) 2.2塔水位控制原理 (4) 2.3 系统硬件总体方案 (4) 3控制系统方案设计 (4) 3.1系统硬件方案 (4) 3.2 核心芯片AT89C51单片机 (5) 3.3系统软件总体方案 (6) 4.Proteus设计与仿真 (7) 4.1元器件清单 (7) 4.2基于单片机水位控制原理图5 (8) 4.3基于单片机的水位控制PCB图6 (8) 4.4水位检测的主程序 (9) 4.5 实验仿真结果 (12) 4.6 结语 (12) 5 设计体会 (12) 参考文献 (13) 1概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着

至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在上海,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型的测控装置与系统领域也比较有成就,尽管与其他国家比较尚有差距,但是,深圳的高校、研究院所的最大的特点就是实际,与生产实际应用项目无关的问题基本不去考虑,主要考虑选取什么材料,测控什么物理量,优点是什么,与机器设备的通讯接口等等。 2设计的基本任务和要求 2.1 基本功能 本设计是采用AT89C51单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水体液位控制系统,在用液位传感器测液位的同时, CPU循环检测传感器输出状态,并用3位七段LED显示示液位高度,检测液位数据,实施报警安全提示,当水体液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵或打开排水泵。

基于51单片机的电子式单相智能电表设计

山东农业大学 毕 业 论 文 基于51单片机的电子式单相智能电表设计 院系： 机械与电子工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化专业三班 届次：20**届 学生姓名： 学号： 指导教师： 二0**年六月六日 ……………………. ………………. ………………… 装 订 线 ……………….……. …………. …………. ………

目录 引言 (3) 1传统电能表 (3) 1.1电能表的发展 (3) 1.2 电能表的发展前景 (3) 2 智能电能表 (4) 2.1智能电表的概念 (4) 2.2 智能电能表的典型结构 (4) 2.3智能电表的主要特点 (4) 3系统设计的基本思路和具体设计任务以及结构框图 (4) 3.1系统设计的基本思路 (4) 3.2具体设计任务 (5) 3.3 系统结构框图 (5) 4系统硬件电路设计 (6) 4.1 计量芯片ADE7757 (6) 4.1.1 ADE7757功能及特点概述 (6) 4.1.2 ADE7757计量芯片的内部结构和各引脚功能 (6) 4.1.3 ADE7757的原理特性 (7) 4.1.4 ADE7757与单片机的接口 (8) 4.2电能计量电路设计 (8) 4.2.1电压采集通道设计 (9) 4.2.2电流采集通道设计 (10) 4.2.3计量芯片与单片机之间连线 (11) 4.3单片机外围电路设计及器件选择 (11) 4.3.1 单片机STC89C52概述、引脚配置及功能概述 (11) 4.3.2 单片机控制电路最小系统 (13) 4.3.3 LCD显示器模块设计 (14) 4.3.3.1 LCD显示器工作原理简介 (14) 4.3.3.2 芯片1602简介 (14) 4.3.3.3 显示电路设计 (16) 4.3.4 数据存储模块设计 (16) 4.3.4.1芯片24C02简介 (16) 4.3.4.2 存储模块电路设计图 (17) 4.3.5时钟模块设计 (18)

一种基于单片机的智能水表设计毕业论文开题报告

毕业设计（论文）开题报告

1选题的背景和意义 由于中国社会的经济快速发展，落后的科技已经不能适应时代的发展，只有不断进步的科技才能推动社会和时代的跨越发展，所以基于单片机智能水表的研究也推上了一个重要的高度。智能水表的研究为水资源的再节约做了很重要的贡献。我国是世界上人均水资源拥有量是分贫乏的国家之一，节约和保护水资源是我国当前一项是分重要的战略措施。节约水资源包括两个方面的措施，一是大力推广应用节水新技术；二是加强用水的科学管理，在某种意义上来说，加强用水科学管理是当前的首要任务。要加强用水的科学管理，最重要的是加速研究开发科学先进、应用方便的节水科学管理仪表以及这种仪表的普及应用[1]。可见研究一种低功耗、计量精确方便的智能水表显得极为重要，对推动水节约发展做重要贡献。 1.1选题的背景 此次设计是一种基于单片机的智能水表，它以价格较低的AT89C51为核心，以智能卡式水表系统为研究对象，它结合了控制技术、计算机技术、流体计量学等多方面技术，是一种跨专业的电子信息化系统。主要解决计量控制精度、功耗、数据保密性、动作可靠性和稳定性、系统易用性和安全性等方面问题。 1.2研究现状 传统水表的发展经历了漫长年代，它涉及社会生活的各个方面。它对改善人类生活、促进社会发展和科技进步起到了无法估量的作用。直到现在在很多领域还能继续发挥作用。传统水表主要结构由硬件构成，以相对固定形式确定下来，所实现的功能较单一。只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能，用户在使用过程中无法对其功能进行改变。传统水表的主要特点是自成体系，自我包容，用户无法更改。传统水表功能单一，只具流量采集和机械指针显示用水量的功能。另外，传统水表无法升级换代，而且开发周期长、经费投入大。随着科技水平不断发展，人们对传统水表提出以下几方面的要求：测量精度高、功能强、可靠性好，测量全能自动化、智能化，小型化、使用灵活方便、升级方便，同时还能进行测量数据的处理、存储和显示，具有和其他设备进行数据通讯等功能。这些新的要求不仅促使着传统水表不断地改进和发展，也孕育着新一代水表——智能水表的产生。 1.2.1国外水表系统发展概况 在国外集中抄表系统的技术发展起步较早，对集中抄表技术的研究起步也较早，

基于单片机IC卡设计

目录 前言 (2) 第一章系统原理框图 (4) 一系统原理框图的绘制 (4) 二原理图 (6) 第二章硬件部分介绍 (7) 一AT89C51单片机简介 (7) 二RS232串行接口 (9) 三SLE4442简介 (11) 四IC卡座 (11) 五外围电路 (13) 第三章软件部分 (17) 一工作过程、流程图 (17) 二用C51实现的读/写主程序 (19) 三上位PC机通信接口软件 (26) 第四章总结 (28) 一总结 (28) 二参考文献 (28)

前言 IC卡是一个正蓬勃发展的边缘产业，一个与我们的生活正越来越密切的产业。在普及因特网和计算机的大潮涌来时，IC卡扮演着越来越重要的角色。 IC卡读写设备大致可分为两大类:一类为专用读写设备或称脱机读写器。其特点是:充分利用IC卡存储量大，可以独立存储和工作, 不需要和主机相连就可完成数据读写的优点,可与应用设备结合或单独工作。例如:IC卡电表,水表,ATM机, 商场收款机。另一类为通用读写设备,或称联机读写器,是带有单片机和存储器的设备,通过并行或串行口与PC机或应用系统网络相连接。在运行不同软件时可以读写不同种类的IC卡,组成不同的应用系统。如果配备开发系统软件,可对IC卡做初始规划,数据加密和初始写入,从而构成IC卡应用开发制作环境。在本设计中, 我们讨论通用开发系统——基于ATM89C51单片机的IC卡读/写器的设计。 IC卡读/写设备由IC卡卡座,单片机,数据存储器RAM,程序存储器EEPROM,接口电路和外围设备等组成。 IC卡读/写器各部分结构与功能简单介绍如下: 1.IC卡卡座 IC卡卡座是连接IC卡与读写器的。其功能包括对IC卡供电，提供读写信号和传送数据。要求提供方便的插拔方式和可靠的接触，并带有带电插拔，过流保护，插卡检测等能力。IC卡和插座的结构尺寸必须符合国际标准化组织(ISO)7816的标准。对触点数目、位置、信号名称和功能都有明确规定，以保证兼容性。 2.单片机和存储器 读写器中配备单片机和ROM，RAM存储器，构成微机系统，单片机运行ROM 中固化的软件，执行与IC卡和上位PC机的通信规程。控制对IC卡的读写，完成IC 卡与主机间数据的格式转换。为减轻单片机负担，提高读写速度，常配置有硬件密文转换和单元。 3.接口电路和外围设备

基于51单片机的智能电表设计.doc

摘要 电表表示着人们日常用电的多少，现在每家每户安装的基本上是带有转盘的那种电表，它只能显示出用电总量。若想查看上个月的用电量，只能靠电费单计算得来。现在已经是信息时代了，这种做法很显然跟不上社会潮流。 近几年来，社会提倡低碳、绿色经济和可持续发展，在这种思想的推动下，智能电表将会成为社会的潮流。智能电表是在传统电表的基础上增加了自动化和智能化的功能，从而进一步提高电网的效率、提高供电的可靠性、电能的质量并且完善用电户的服务，从而更好适应电力市场。现在智能电网是全球电力部门研究和讨论的热点话题，智能电表是智能电网中的最重要的环节，它支撑着电网的信息化、自动化以及互动化等方面的实现。 微处理器是智能电表的最主要的核心器件。它可以储存海量的检测数据，同时对测量出的结果进行分析、判断和处理。本次设计是运用单片机STC89C52为微处理器、CS5460A 芯片进行电能测量和计算、X5045芯片作为外部存储、数码管进行显示进行设计的。 关键词智能电表；自动化；C51单片机；CS5460A

Abstract Electricity meter means the number of people everyday electricity, and now every household is basically equipped with the kind of meter, which can only show the total amount of electricity. To see the power consumption last month, only by electricity single calculated. It is now the information age, and this approach is clearly not social trends. In recent years, the social promotion of low-carbon, green economy and sustainable development, in the promotion of this idea, smart meter will become the trend of the society. Smart meter is automatic and intelligent function is added on the basis of traditional meter, energy efficiency so as to further improve the power grid, improve power supply reliability, power quality and perfect service of the users, in order to better adapt to the power market. Now the smart grid is a hot topic in the global power sector research and discussion, the smart meter is the most important part of smart grid, which support the realization of grid informationization, automation and interaction of. The microprocessor is the most important core device of the smart meter.. It can store vast amounts of detection data and analyze, judge and process the results of the measurement.. This design is the use of single-chip microcomputer STC89C52 and CS5460A chip for power measurement and calculation, X5045 chip as the external storage, digital tube display design. Key words Smart meter Automation 51 MCU S5460A

基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文

基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文

基于单片机的水温控制系统 摘要 水在人们日常生活和工业生产中有着必不可少的作用，在不同环境和不同的需求中，水温的变化也对我们的生活和工业生产有着重要的影响，为了满足人们在各个领域所需要的水温，水温控制系统在各个领域也应运而生。随着社会的发展，科技的进步，智能化已经是温控系统发展的主流方向，小到人们生活中的饮水机，大到工业生产中的大型水温加热控制设备等各种水温控制系统发展以趋于成熟。传统靠人工控制的温度，湿度，液位等信号的测压、力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨率不高，需进行温度校正；并且他们的体积较大适用不方便，在工业生产中也可能应为各种认为的失误发生意外，针对此问题，本系统设计的目的就是实现一种可连续高精度持续调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，操作简单，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。 温度检测控制系统在工业生产中主要职责是对温度进行严格的监测，在温度发生变化不符合规定温度时，系统报警提示并做出相应的温度调整措施，以使得生产能够顺利进行，节省了大量的人工，产品的质量也得到充分的保障，同时也避免了各种潜在意外的发生。从而提高企业的生产效率。 本系统以89C51单片机为核心，扩展外围控制电路，检测变送电路，按键电路，显示电路，复位电路，时钟电路，电源电路，报警电路；本系统的整体运行过程为：通过按键电路设定理想水温范围，实时水温通过检测变送电路模检测，并将检测到的物理量转化成电信号，然后放大电信号并将模拟量同过A/D 转换为单片机识别的数字量发送给单片机。单片机系统将实时温度与设定温度进行对比，并通过显示电路将实时温度显示出来，如果实时温度大于设定的最高温度或者低于设定的最低温度一定时间，单片机将触发报警电路对过温或者低温进行警报，同时触发控制电路对水温的控制做出适当的调整，确保水温出在理想的温度值，满足需求。 系统检测变送电路中采用电流型温度传感器AD590将温度的变化量转变成电流量，然后采用OP-07将电流量转换为电压量。选用A/D转换器ADC0804将电压