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IC卡水表系统的低功耗设计
    IC卡水表作为家庭用表,采用了交/直流两种供电方式,但在以下两种情况下,必须采用直流供电:(1)在停电的情况下;(2)某些场合无法采用交流供电的情况下。水表的直流供电必须采用电池或内置电池,而电池的容量又非常有限,因此水表的功耗问题设计也是尤为重要。为此本次设计主要采取了以下方法。
1.选择低功耗微处理器AT89S51单片机是目前简单易用且低功耗特性好的兼容51语言的中小型单片机,其具有三种低功耗模式,即运行、空闲和掉电。在空闲模式下,除CPU处于休眠状态外其余硬件全部处于活动状态,芯片中程序未涉及到的数据存储器和特殊功能寄存器中的数据都将保持原值。空闲模式可由中断或者硬件复位唤醒;掉电模式下,保留寄存器和RAM的内容,外部晶振停振,定时器、串口全部停止工作,只有外部中断继续工作,空闲模式也可由中断或者硬件复位唤醒。并且这两种省电模式的切换方式非常简单,只要在单片机的PCON寄存器的IDL位置位即可进入空闲模式,同样对PD位置位进入掉电模式。在本系统中,单片机通常工作在具有更低功耗的掉电模式下,此时芯片功耗仅和芯片供电电源有关。
2.选择低功耗电动阀阀门是IC卡智能水表的重要器件,本系统中采用的是电动球阀,它对工作电压要求不高,在3V电压下也能正常工作,而且工作时电流仅50mA,可以直接驱动。正常供水情况下,电动阀处于常开状态,驱动机构不消耗电能;当购买的水量用完时,电磁阀关闭并自锁于常闭状态。
3.选择低功耗器件要降低系统功耗,其他的器件也必须为低功耗型如:
1)采用低压差的电源稳压芯片;
2)采用液晶显示相关信息,平时处于关闭状态。设置相应的控制按钮,控制按钮由防水盖控制。用户需要查询时,打开防水盖,按钮闭合,接通液晶电源显示所需信息;
3)软件设计时尽量使单片机处在低功耗的掉电模式下,并配合外部电路降低系统功耗。充分利用单片机的中断功能,来减少CPU的运行时间。单片机通常处于掉电模式下,当有水流计量中断、插卡中断、报警中断或欠压中断输入时,才唤醒,执行相应的中断程序。

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