[实用新型]计量仪表控制器

说明书

本实用新型涉及一种以单片机为核心的计量仪表控制器，特别是涉及一种资源消耗计量仪表控制器。该控制器可以运用于如水表、电表、热表或煤气表。

目前，现有的这类控制器以单片机为核心，以信息卡中的IC卡做为预付费购置消耗资源的传递媒介，这类控制器中的断电数据保护采用定时写入的方法，每隔一定时间就向存储器写一次数据，使存储器中总保存最新数据，以使断电后数据不丢失。这种方法的缺点是写入次数太频繁，因为存储器总写入次数是有限的，这样就大大的缩小了芯片和设备的使用寿命。这类控制器使用IC卡做预付费卡。IC卡连线多、读写电路复杂，卡座触点多、体积大、怕受潮锈蚀，卡和卡座间经常接触不良，可靠性差。输出信号的处理电路有两种设计方法：一种是多级译码、锁存，电路复杂、成本高；另一种是控制信号不加锁存直接输出，因此控制输出易受干扰，无法消除抖动、误动作，影响用户设备甚至造成用户设备损坏。计量信号输入、控制输出信号和单片机之间不加光电隔离，容易引入现场的各种干扰，造成死机和误计数。数据显示电路采用静态显示的方法，每个显示管都要加驱动译码芯片，电路复杂、功耗大。

本实用新型的目的是提供一种计量仪表控制器，它采用的数据断电保存方式仅在断电时对E²PROM进行写入，控制驱动电路结构简单，显示电路不需使用驱动芯片。它采用的信息卡在进行信息交换时不易出错，不易损坏。

本实用新型的目的是这样实现的，一种计量仪表控制器，以单片机为核心构成，其连接有E²PROM存储器，看门狗、信息卡读写电极以及电源电路，单片机的I/O口还连接有显示电路、信号输入接口、控制驱动电路；电源电路的输出端并接有二极管和小电容的电路，二极管与小电容的连接点与看门狗芯片的PFI端相连；大电容与系统电源并接。

所述显示电路可以是液晶显示板，液晶板的片选信号线、控制线和数据线与单片机的I/O口相连。

所述显示电路还可以是数码显示管，其7段数码线和公共端直接连接单片机的I/O口，单片机对所述显示管循环扫描。

信号输入口经由光电隔离器和比较器与单片机的中断口相连；控制驱动电路由比较器、光电隔离器构成，其输入端连接单片机的I/O口的输出端，控制驱动电路的输入端通过电容接地。

所述信息卡读写电极可以为两个，一极与单片机的I/O口相连，另一极接地。

本实用新型的优点如下：

1．本控制器对数据掉电保护方法做了重大改进。本控制器采用容差写入法成功解决了上述问题。容差写入法既用小电容来检测断电，用大电容存储电能。断电时小电容先放电并立刻启动写入程序，开始向E²PROM中写入保护数据。利用大电容的剩余电压完成数据写入。这种方法只需要在断电时对E²PROM写入一次，因此大大减少了E²PROM的写入次数，提高了E²PROM的使用寿命。

2．本控制器具有输出控制信号锁存功能。信息卡中的预付费用光后，控制器通过继电器或阀门切断供给。控制信号状态保持在记忆电容中，并通过光电隔离电路驱动继电器或阀门动作。当有干扰或死机发生时记忆电容保持原始状态，以确保继电器或阀门不发生误动作。光电隔离电路可以有效防止继电器、阀门等外围设备对微机电路造成的干扰。

3．本控制器的计量数据输入电路可以接收脉冲输入信号，经过光电隔离和波形整形后送入单片机端口。光电隔离可有效去除信号线引入的外部干扰，整形电路可保证计数的准确性和信号与微机的电平匹配。由于目前市场中的电、气、水、热表均采用脉冲输出计量，因此本控制器可做上述表类的测控核心，构成预收费系统。

附图说明：

附图1是本实用新型电路原理框图；

附图2是单片机电路图；

附图3是信号输入电路图；

附图4是控制驱动电路和控制输出电路的电路图；

附图5是显示电路图。

主要电路符号、元件标号的定义：U1是单片机，U2是E²PROM电可擦写数据存储器，U3是看门狗电路，U4、U5是比较器，U6是液晶显示阵列，OP1、OP2是光电隔离器，NPN是三极管，REY是继电器或气、水阀门的控制线圈。+5、GND分别是系统电源的正、负极。+5Y、GDY分别是现场电源的正、负极(上述符号对电子线路电源和电池电源均适用)。

下面简述工作原理：