脉冲检测电路的设计 - 基于MSP430的智能IC卡水表控制器

　　1．4 脉冲检测电路的设计

　　MSP430F149单片机最多可以提供1路数字I／O接口，即P1～P7。MSP430单片机的I／O端口有8个管脚。每个I／O管脚都可以独立地设置为输入或者输出方向，并且每个I／O接线都可以被独立地读取或者写入。所有接口的寄存器都可以被独立地置位或者清零。MSP430系列单片机具有丰富的I／O口资源和中断资源，其中P1，P2端口是有中断能力的。本设计中可以利用P1，P2端口的中断能力来实现对脉冲的计量。利用中断来完成计量有利于节省单片机资源。

　　脉冲检测电路如图4所示。利用4个呈环形均匀分布的干簧管进行脉冲计数，当有磁铁靠近干簧管时，簧片吸合。此时只要将干簧管的一端接地，一端接入单片机的I／O口，将单片机的I／O口设置为中断允许，随着叶轮的转动，基表中的磁铁也跟着转动，转过一圈之后，四个干簧管分别吸合，I／O口通过中断来完成4个计数，这样即可完成脉冲的计数。

　　2 软件设计

　　软件主要涉及系统时钟配置、IC卡与单片机通信、低压检测程序、E2PROM相关程序、报警程序、阀门控制程序、液晶显示程序等，这里主要介绍脉冲检测和通信模块的程序设计。

　　2．1 脉冲检测程序

　　脉冲检测部分是水表的重要组成部分，主要用作流量的计量，水表的整个换算体系都是以此为基础的，流量汁量是衡量水表性能的重要标志。脉冲检测的原理是：当有磁铁靠近干簧管的时候，干簧管的簧片吸合。根据当四个干簧管分别吸合一次，即表示水流过一圈（在本程序中设定当流过五圈表示1 m3水量），由此可以得到用水量。此时将累计用水量加1，并存入到E2PROM中。具体流程图如图5所示。

　　2．2 通信模块程序设计

　　SLE 4442卡主要包括三个存储器：256×8位E2PROM型主存储器（地址0～31为保护数据区、32～255后24字节为应用数据区，该区数据读写不受限制，擦除和写入受加密存储器数据校验结果影响）、32×1位PROM型保护存储器（一次性编程以保护主存储器保护数据区，防止一些固定的标识参数被改动，保护存储器同样受加密存储器数据校验结果的影响）、4×8位E2PROM型加密存储器。读卡和写卡流程如图6和图7所示。

　　3 结论

　　本文讨论了以MSP430单片机为控制核心的IC卡智能水表控制器的设计方案，该控制器具有水量计量、换算充值、各种异常的检查等功能，并带有RF和M-Bus抄表的扩展接口。该系统实现了用水收费的电子化和智能化，改变了先用水后收费的不合理状况，促进了用水计量、收费的科学化管理。该装置具有操作简单、低功耗、方便、可靠等特点，具有良好的推广使用前景。