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MSP430F413在射频智能卡水表中的应用详细解析

当前栏目:水表知识日期:2018-08-31 14:13:35浏览量:32

        当前家用水农仍家采用用户“先用水后付费”方式,造成自来水公司和用户的一系列麻烦,预付费水表采用单片机测控技术,集用户预收费、控制器自动计费、状态提示等多种功能于一体,极大地方便了用户和管理部门。

        一、MSP430F413单片机简介

       MSP430F413单片机是Tl公司推出的超低功耗混合们号16位单片机,它采用16位精简指令系统,125ns指令周期,大部分的指令在1个指令周期内完成,具有16位寄存器和常数发生器,发挥了最高的代码效率。该芯片采用低功耗设计,具有5种低功耗模式,供电电压范围为1.8V-3.6V。在工作模式下,工作电压为2.2V。工作领率1MHz,电流为225μA;待机模式电流为0.7μA;掉电模式(RAM保持)电流为0.1μA。因此特别适合长期使用电池工作的场合。从低功耗模式到唤醒模式的转换时间小于6μs,具备较好的控制实时性。该芯片具有8kb+256BFlashMemory,256BBAM,采用串行在线编程方式,为用户编译程序和控制参数提供灵活的空间。此外,MSP430F413县有强大的中断功能48个通用I/0引脚,96段LCD驱动器,一个16位定时器,这样提高了对外围设备的开发能力。MSP430F413支持JATG接口,在开发和产品升级中都表现出极大的优势和方便,其内部的安全熔丝设计可最大限度地保护设计者的代码。

MSP430F413在射频卡水表中的应用

       二、系统原理

       在现有水表上,加入2个干簧管作为流量检测传感器,输出脉冲信号(2条),同时加入电机进行阀门控制(正反转控制线2条、限位控制线2条),即得到所谓的基表。4条控制线及2条信号线分别和MSP430F413的I/0引脚相连,并加上电源控制模块,读写卡模块、显示模块、声光报警模块和状态检测模块即构成整个射顿卡预付费水表系统。通过软硬件结合即可实现其预付费、数据保存恢复、状态故障自检测、状态显示,声光报警及时钟日历显示功能。

       三、硬件设计

       硬件设计围绕MSP430F413为核心,充分利用MSP430F413的大量接口,丰富片内外设。LCD驱动器以及强大的中断能力,可以实时、方便地进行系统控制。

       系统使用4.5V电池供电模式,设计中采用两级电源检测技术,实现电话低于4.2V报警,低于4V关阀的功能,避免了因缺电而导致控制模块失效情况发生。同时在低于4V时,将水量信息以及表的状态备份到MSP430F413内部的256BFlash存储器中,供电恢复后,再把信息重新读回内存中,有效保护了数据。

       控制模块中,2条脉冲信号线分别与P6.5,P6.6相连,通过1次/s检测该信号,可以获得用水量信息:P6.3,P6.4经电机驱动模块后与电机控制线相连,通过输出不同的高低电平,可实现阀门开关动作:限位线与P1.3,P1.4相连,检测该信号可以判断电机是否开关到位MSP430F413内部比较器的配合使用,可以自动检测到电机是否出现卡死状态。

       面板上设计2个按键FUN和DEC,分别用于读卡功能选择和调整时钟日历(FUN和DEC结合使用)、按读卡键后方执行读期卡操作,可大大降低系统的功耗。采用ATMEL公同的TEMIC联例时解卡E5550作为传输媒介,读写基站芯片选用U2270B,基站天线自己统,用直径为3cm的铜制漆包线绕150圈即可,电感值为1.35mH射顿长由P6.0供电,通过软件模拟时序方式实现对数据的读算功能,

       在表内部设计一个防拆开关,若用户自行拆卸水表,防拆开关动作引发中断,系统能够迅速执行关阀操作,并且只有管理部门才能解除该状态,达到较好的安全效果,利用MSP430F413内置96段LCD驱动器可以方便地实现LCD显示功能,包括购人量、制余量、累计量、表状态以及时钟日历等,结合蜂鸣器模块可实现由光报警功能,系统框图见图。

射频卡智能水表系统框图

       四、软件设计

       考虑到最大限度延长电池的使用寿命,充分利用MSP430F413的低功耗特性,采用基本定时器定时0.5s中断方式,在其中断服务程序中,检测相应状态,并根据各状态值确定是否退出低功耗,进行其他部分处理,主要包括:脉冲检测、水量处理、液晶显示、表状态处理、按键处理等程序。其中表状态处理程字包括:电池电量检测、防拆开关检测、错误信息处理等子程序,按键处理子程序包括制钟日历调整,读对卡操作等子程序。

       为使程序结构消断、深用结构化模块化设计方法。所有程序内部均按照功能块形式能了,一个子程序完成一个功能,每个大程序只有一个入门和一个出口,增加了程序的可读性和可移植性。

       结论:以上就是MSP430F413在射频卡中的应用详解,小编阅读和整理大量参考文献及资料后整理而成,希望对大家在认识射频卡智能水表中有更深入的认识,谢谢。