一種IC卡水表的設計

在我國，IC卡水表大約出現(xiàn)于20世紀90年代初期，經(jīng)過10多年的快速發(fā)展已漸趨成熟。尤其是近幾年，隨著設計水平的提高及生產(chǎn)的規(guī)模化，在各大中城市中得到了越來越多的使用。

IC卡水表是集測控于一身的機電一體化產(chǎn)品，除了具備一般儀表所需的基本功能，還有其自身的特點。例如，對其必須采取防水防潮措施；再如IC卡水表必須具備低成本、低功耗、小外形及高精度的特點，即IC卡水表的四要素。在設計過程中必須基于此四要素進行設計，方能滿足產(chǎn)品的實際應用要求。

1 IC卡水表的測控電路組成及軟件設計

1.1 IC卡水表的測控電路組成

測控電路組成框圖見圖1?？紤]到低成本的要求，本系統(tǒng)主要芯片采用AT89C2051-12PI、PCF8564及AT24C01等。

其基本工作原理為：采用事件觸發(fā)機制，即通常不上電，因此耗電只是PCF8563的休眠狀態(tài)消耗，約250nA左右[1]。彩三類事件觸發(fā)方式，即干簧管吸合時發(fā)生的“計數(shù)事件、進行卡操作時發(fā)生的“插卡事件”及預置于日歷時鐘芯片的定時醒鬧時發(fā)生的“定時事件”。當發(fā)生此三類事件時，測控電路自行上電，按預置的工作過程進行處理，結(jié)束后自行斷電。根據(jù)居民的用水情況，需要測控電路工作的時間一般每日約0.3秒～1分鐘不等?？紤]到低功耗要求，采用事件觸發(fā)機制是科學合理的。有些設計采用液晶長期顯示方式，雖然理論計算壽命時功耗要求能夠得到滿足，但根據(jù)我國的實際運作情況，無進行長期顯示的必要，顯然此設計方式不足取，除非電池特性要求如此，如采用鋰亞硫酰氯電池時。

1.2 軟件設計

基本的軟件功能框圖見圖2。

依上述三類事件的工作，要求測控板啟動工作工作狀態(tài)，幫程序首先判斷是哪類事件發(fā)生并細化類型后分別處理。例如卡操作事件情況下，再次判斷是何種功能卡要求操作等。

由于小型化及低成本的要求，程序未采用冗余量較大的C語言，而采用匯編語言進行編制，使程序代碼控制在2K字節(jié)[2]之內(nèi)，故可選用小外形及低成本的單片機。

個別大中型城市推出了梯級水價，梯級水價的計算在日歷時鐘芯片及存儲器芯片的基礎上主要由軟件完成。在現(xiàn)有國情下，真正的大面積執(zhí)行尚需時日。在執(zhí)行梯級水價導致軟件量增加時，可選用AT89C4051-12PI及AT24C16甚或AT24C256等芯片滿足要求，菘它所有硬件設計均可不作更改。