基于AT89C51单片机的智能电表设计

摘要单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。随着我国城镇建设的快速发展，有关城市的水、电、气、暖表的管理和抄表出现的问题也日益突出，根据自来水网的改造、智能小区的建设以及实施“一户一表”工程的需要，本文设计了一种基于AT89C5单片机的智能网络电表，智能网络IC卡电表通过集中器和上位机管理系统连接，将电表的数据传输给远方的上位机，同时上位机管理系统通过集中器对智能网络电表进行监测和管理。本文采用AT89C51单片机作为主控芯片，开发一种基于IC卡技术的智能电表。该智能电表可实现总水量累计、月水量统计、水费计算与管理(报警金额、基础水量、计划水量),以及水阀控制等功能。同时具有预存水费、欠费提示、欠费停水等功能。

关键词：智能电表    AT89C51   IC卡技术AbstractBecause of its extremely high performance-price ratio, the single-chip computer (SCC) has been paid great attention to ever since it came out in 1970s of 20th Century, and has gained an extensive applicable field and fast development. Among all kinds of SCCs, 51 SCC is the most typical and representative one. More and more probelems are arising on the management and record-reading of water meter,electricity meter,and natural gas mater systems as the community development is growing fast.Aiming to slove these problems,the thesis designed a remote central meter reading system and intelligent water system, development of intelligent resident community and the high demand of one meter per family project.This intelligent water mater will collect the data and transfer it to the remote  upper-level managing system via concentrator and upper-level management system,while the upper-level management system is responsible for monitoring and managing intelligent water meter network.In this paper, AT89C51 SCM as a master chip, the development of IC card technology based on the intelligent  meter. The intelligent meter can realize the accumulated water, water, statistics, computing and management of water (the amount of alarm, basic water, the water plan), and valve control functions. At the same time with stored water and delinquent tips, delinquent water, and other functions.KEY WORDS: Intelligent water meter   AT89C51   IC card technology目录摘要 I第一章 绪论 11 .1 研究背景 11.2选题意义 和经济效益 21.2.1远程集中抄表系统及智能网络电表的推广应用前景 21.2.2社会效益 21.2.3设计的技术指标 31.2.4 采用的控制芯片 31.2.5采用的抄表方式 31.3智能电表市场 51.4智能卡表的安全性内容 61.4.1智能卡表及系统数据存储的安全性分析 71.4.2智能卡表及系统数据交换的安全性分析 91 .5论文的主要内容 11第二章 整体设计与PROTELL简介 122.1远程集中抄表系统的总体概述 122.2远程集中抄表系统整体结构 122.2.1上位机管理系统 132.2.2集中器 132.2.3智能网络电表 132.3设计方案论证 142.3.1传输抄表方式 142.4 protel电气原理图设计软件 152.4.1  protel电路板设计软件 162.4.2  原理图的绘制 162.4.3  PCB图的绘制 17第三章 智能电表的硬件设计 203.1系统硬件组主框图 203.2AT89C51单片机性能介绍 203.2.1 AT89C51单片机的特性 203.2.2 AT89C51单片机的引脚说明 213.2.3 AT89C51单片机的振荡器特性 223.2.4.芯片擦除： 233.3系统其他硬件的选择和电路设计 233.3.1 A/D转换电路 233.3.2 D/A转换电路 253.3.3数据采集传感器的选型 263.3.4 LCD显示 283.3.5控制阀门的选型 303.3.6电源电路 313.3.7 IC卡接口电路 323.3.8键盘设计 333.3.9报警电路 333.3.10防拆电路 343.3.11复位电路 343.3.12时钟电路 35第四章 智能电表的软件设计 374.1软件设计思想和组成 374.2主程序设计 374.3中断服务程序设计 384.4子程序设计 394.4.1 LCD显示模块 394.4.2数据采集模块 404.4.3 电机控制模块 404.4.4低电压检测模块 404.4.5 IC卡处理模块 414.5总程序设计 44第五章 可靠性和抗干扰性设计 455.1 对IC卡电表攻击种类 455.2 对电表的物理性攻击的防范办法 465.3  IC卡电表中干扰的种类 47第六章 结论 50参考文献 52致谢 53附录 54一、英文资料翻译 54二、相关程序 641、键盘程序 642、LCD1602的显示程序 663、欠压报警 程序 684、蜂鸣器程序 695、时钟程序 70三、电路原理图 73