定的。C1、C2这两个元件用于匹配天线阻抗，它们值的大小与所设计天线参数密切相关。
RC522芯片它具有以下工作特性。 (1)高集成度的调制解调电路。 (2)采用很少的外部连接器件。
(3)内置温度传感器，以便在芯片温度过高时自动停止RF发射。 (4)支持Classic加密。
(5)64字节的发送和接收FIFO缓冲区。 (6)灵活的中断模式。 (7)低功耗的硬复位功能。 (8)软件掉电模式。 (9)可编程定时器。 (10)3.3V的电源电压。 (11)CRV协处理器。 (12)内部自测试。
在RC522应用电路，除了与单片机的接口连接，RC522外围的还必须有天线、以及和天线匹配的电路等等。 3.6蜂鸣器电路
图3-8蜂鸣器电路模块原理图
蜂鸣器电路原理图如图3-8所示,它的主要作用是在读卡操作失败的时候能够报警。当我们放上IC卡并开始输入密码时,如果密码输入错误,会发出警报声。而且当水量不足的时候，也能够发出警报的声音。本设计中的蜂鸣器电路主要由两个电阻、一个三极管和一个蜂鸣器组成。 3.7电压检测模块
图3-9 电压检测模块连接图
电压检测模块连接图如图3-9所示，它在整个系统中也有着很重要的作用，是不可缺少的一部分。如果经过电压检测，当前的系统处于缺电的状态，那么表
8
内的主要数据很可能丢失，电压检测模块这个时候就要采取保护措施。首先关闭阀门使系统停止工作，将数据保存起来，以保证用户和供水系统的利益。如果发生缺电，则主要可能是电源供电不足，或者是水表被人为的拆卸过。本设计中的电路主要是由电压检测器、常闭和常开的开关各一个、两个与非门、一个或非门组成。当电压缺电时，会输出一个低电平的信号，这个时候会产生断开电路，已达到保护系统的目的。 3.8电源电路模块
图3-10 电源电路模块连接图
电源电路模块连接图如图3-10所示，本次设计供电的电源采用锂电池的设计，锂电池电压为3.6V。锂电池有着自己很大的优势，它能够提供系统的所有优势，而且使用的寿命是非常长的。水表对于生活中是一种必须要保证长时间使用的物品，它必须有着很高的稳定性，而干电池则不具备这一点。当然锂电池也不是永远不会坏的，所以我们的电压检测系统弥补了这一点的不足，当电量不足或者损坏的时候，我们的系统会发出提示，提醒用户更换电池等等，来保护数据不丢失，以免给广大用户带来困扰。 3.9防拆电路模块
图3-11 防拆电路模块连接图
防拆电路连接图如图3-11所示，在我们设计的水表中，加入防拆系统可以使这个水表更加安全可靠。在日常生活中，为了防止各别别有用心的用户拆卸水表，这个部分也是不可缺少的，它能够很有效的保护供水公司的利益。本设计中在电路中加入一个常闭的按键，当有用户开始拆卸水表的时候，这个按键会打开，这个时候系统会停止工作。这个设计可以非常有效地保证水表不被拆卸。 3.10复位电路模块
图3-12 复位电路原理图
复位电路的原理图如图3-12所示，这个电路的作用是为了保护整个系统在任何时候都能够正常的工作。当单片机无法正常工作的时候，用复位电路可以使它
9
自动恢复或者采用人工进行恢复。本设计中的主要复位是上电复位、欠压复位和外部的复位。当电源的电压高于指定的某个数值后，开始进行上压复位。当电压低于设定的数值时，开始进行欠压复位。当引脚的电平发生变化的时候，进行外部复位。为了系统的安全，复位一定要等待一定的时间后并使电压稳定后才停止。 3.11键盘设计
图3-13键盘设计原理图
键盘的设计原理图如图3-13所示，由于本次设计需要键盘能够充值并且输入密码，而单片机AT89C52的接口是不够用的，所以我们的设计中采用4*4的16个键位的键盘。键盘在设计中是不可缺少的一部分，我们通过键盘来控制系统，并且输入一些重要的信息。本次采用的键盘不仅仅能够满足这次的设计，而且在成本上也是比较合适的，能够运用到生产中。选用合适的键盘，对于此次设计的成功是不可缺少的一部分。
4系统程序设计
4.1主程序设计
对于主程序系统流程，复位以后，先使系统初始化，然后开始检测IC卡插入后的信息。主程序设计流程图如图4-1所示。
图4-1 主程序设计流程图
本次设计的主程序先进行系统的初始化，初始化完成后开始读卡，这时候屏幕上会显示输入密码。当密码输入完成后，需要对密码进行校对。如果密码不正确，则系统自动停止，反之密码输入正确后，要对是否需要进行充值操作判断。若余额充足，就开启阀门，用户开始用水。如果余额不足，需要进行充值，那么我们就进行充值操作，如果充值成功，则开启阀门用水。如果充值失败，那么系统停止操作。
10
4.2子程序设计 4.2.1充值程序设计
图4-2 充值程序设计流程图
充值程序设计流程图如图4-2所示。开始后，首先对密码进行校对。如果密码错误，则本次充值直接结束。若密码输入正确，按下充值按钮，然后输入充值金额，充值成功后结束。 4.2.1用水扣费程序设计
图4-3 用水扣费程序设计流程图
用水扣费程序设计流程图如图4-3所示，首先我们先进行读卡操作，读卡后按下用水按钮，这个时候水阀开启，IC卡开始扣费。
5软件选择及仿真
5.1软件的选择
在本设计当中，绘图软件选用PROTEL进行绘图。PROTEL是Altium公司设计出的一款非常强力的EDA软件，在我们电子行业中，它经常使我们首选的软件，由于它很早就被大家接受，所以导致它现在也大范围的被使用。它的操作非常的简单，很适合我们进行绘图。PROTEL主要的功能特点是提供大量的工业化标准电路板作为设计模版；智能封装导航和反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合。
本次设计中的仿真部分采用Proteus仿真软件。Proteus仿真软件的功能非常的强大，在电气工程的学习应用中起着很重要的作用。它的出现方便了很多电气设计工作者，支持各种硬件及其软件的仿真。它的主要的功能特点是能够对非常庞大的种类的单片机进行仿真，进行自动或者人工的布线，能够进行互动的仿真等等。它在我们的生产设计中以及教学中都有着很重要的地位。
11
5.2仿真结果演示
本次设计中使用Proteus仿真软件进行仿真部分如图5-1、图5-2、图5-3及图5-4所示。
图5-1 显示输入IC卡密码
当系统开始运行时，显示输入IC卡密码，初始密码为123。如果密码输入不正确，则发出警报声。
图5-2 显示余量不足请充值
当密码输入正确后，如果余额不足，则会提醒需要充值，这时候我们需要按下充值按钮对IC卡进行充值操作。
图5-3 充值金额显示
当进行充值的时候，我们需要输入充值的金额，这里我们假设充值111元的水量。
图5-4 水表运行时的状态
当水表正常运行时，可以从显示器中读取数据。S为使用的水量总和，L为剩余的水量的总和。
6总 结
本次设计选用与居民的生产生活有很大联系的水表作为研究课题。在大学四年学习的期间，系统的学习了有关单片机的知识，这是对于这些知识的一次实际运用。这次设计能够体现大学期间所学到的东西，而且能够活学活用，对以后的学习生活有着非常重大的意义。在进行这次设计的过程中，遇到了很多的困难，比如不知道如何选择合适的仿真工具等等，但是通过老师同学们的帮助，这些问题都得到了很好的解决，这对以后的生活工作都有着很重要的学习意义。
在本次设计当中，主要完成了以下的内容。首先经过筛选，选择了本次设计。然后根据设计的要求，做出了初步的规划，选择出一个可行的方案；然后上网搜索和去图书馆选择和本方案有关的书籍杂志，进行系统的学习。经过一段时间的学习以后，进行硬件的选择：比如选择何种单片机，选择合适的IC卡；最后开始系统的进行设计，设计出合理的流程、电路，并多次修改，然后进行仿真，以
12