基于51单片机的IC卡智能水表设计

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#单片机 #嵌入式硬件

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具体实现功能

系统由STC89C52单片机+LCD1602+电磁阀+继电器+流量计+IC卡读写模块模块构成。

具体功能：

（1）第一行显示IC卡ID号码，此时未读到IC卡，所以ID显示为0，第二行显示的依次是剩余的水量和IC卡内的余额。若水量余额大于0，电磁阀得电，用户可以用水。

（2）当智能水表检测到IC卡时，第一行显示IC卡ID号码，第二行显示的是剩余的水量和IC卡内的余额。卡片内的余额可以充值到水表里。此时水表内有水量，电磁阀开启，按下用水按钮，模拟流量计旋转，用水信号输入到单片机，单片机将水的余量在屏幕的第二行显示出来，当水的余量小于等于10时，发光二极管点亮，提示余额不足，当水的余量等于0时，继电器断开，切断电磁阀。

（3）当智能水表开盖报警按钮按下时，继电器断开，蜂鸣器开始鸣叫。

设计介绍

51单片机简介

51单片是一种低功耗、高性能CMOS-8位微控制器，具有8K可编程Flash存储器，使得其为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

51系列单片机具有以下标准功能：

8k字节Flash，512字节RAM，

32位I/O口线，看门狗定时器，

内置4KB EEPROM，

MAX810复位电路，

三个16位定时器/计数器，

一个6向量2级中断结构，

全双工串行口。

另外， 51系列在空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机停止工作，直到下一个中断或硬件复位为止。本设计所使用的芯片可兼容以下所有的51系列单片机（包括AT系列和STC系列）。

设计思路

文献研究法：搜集整理相关研究资料，阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体实验等方法，发现相关存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同设计的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现硬件，最后测试各项功能是否满足要求。

设计内容

原理图（AD19）

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。

程序（Keil5）

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，主函数如下：

void main( )
{    
     unsigned char status;
	 int0_1_int();
     InitializeSystem( );//初始化
     PcdReset();	    //复位RC522
     PcdAntennaOff(); //关闭天线
     PcdAntennaOn();  //开启天线

	a=eepromRead(0x2000);//从eeprom读
	b=eepromRead(0x2001);//从eeprom读
	c=eepromRead(0x2002);//从eeprom读
	d=eepromRead(0x2003);//wreeprom
	if (a==0xff&b==0xff&c==0xff&d==0xff) {
		a=0,b=0,c=0,d=0;
		eepromEraseSector (0x2000);//擦除eeprom
		eepromWrite(0x2000, a);//写入eeprom
		eepromWrite(0x2001, b);//写入eeprom
		eepromWrite(0x2002, c);//写入eeprom
		eepromWrite(0x2003, d);}//写入eeprom
	tot=a*256+b;
	mon=c*256+d;

	eeprominit();
	
     while ( 1 )
     { 

		if(key1==0){dcf=1;dcfzsd=1;fmq=0;kgbj=0;}else{fmq=1;kgbj=1;}//开盖检测到开启时关阀门、报警
		if(key4==0){tot=0;mon=0;wreeprom();}
        status = PcdRequest(PICC_REQALL, g_ucTempbuf); //返回卡片类型#define PICC_REQIDL 0x26 寻天线区内未进入休眠状态
		if (status != MI_OK){TYPE_DATA[0]=0;TYPE_DATA[1]=0;
							ID_DATA[0]=0;ID_DATA[1]=0;ID_DATA[2]=0;ID_DATA[3]=0;
							value_DATA[0]=0;	value_DATA[1]=0;	value_DATA[2]=0;	value_DATA[3]=0;
							falg_pro=0;
							card=0;}//读不到卡，显示清0；
        if (status == MI_OK){TYPE_DATA[0]=g_ucTempbuf[0];TYPE_DATA[1]=g_ucTempbuf[1];
							status = PcdAnticoll(g_ucTempbuf);       //防冲撞 ，返回卡片ID号 4字节
							if (status == MI_OK){status = PcdSelect(g_ucTempbuf);    //选定卡片  ,输入卡片ID号
										if (status == MI_OK){if(falg_pro==0){falg_pro=1;pro();}//声音提示标志
													ID_DATA[0]=g_ucTempbuf[0];
													ID_DATA[1]=g_ucTempbuf[1];
													ID_DATA[2]=g_ucTempbuf[2];
													ID_DATA[3]=g_ucTempbuf[3];
													                            //
													if (key2==0 ){init_k();pro();}//初始化卡
													
													if (key2!=0 & mon<900 & card>0){writek();}//写卡 
													readk(); //读卡
													PcdHalt();//命令卡片进入休眠状态	

													} 	  
												}
							}   
		if(key3==0){Delay(40);if (mon>0){mon--;tot++;}
		wreeprom();}//写入eeprom}
		if(mon>0&key1!=0){dcf=0;dcfzsd=0;}else{dcf=1;dcfzsd=1;}//有余额时开阀
		
		if(mon<10){qqbj=0;}else{qqbj=1;}//余额低于10时报警灯亮;
		if(mon<10&mon>0){fmq=0;}else{fmq=1;}

		if (falg_pro){LCD1206b();}else{LCD1206a();};//显示处理	

	}       
}

代码运行截图：