专利名称：智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路的制作方法
技术领域：
本发明属于智能化计量仪表技术领域，更明确地说涉及水、热量、煤气、电量等的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路的设计。
背景技术：
智能化计量仪表是指能够自动测得计量信号、自动计量与计算、自动运行各项功能，包括自动控制阀门开与关的计量仪表。如智能水表、智能热量表、智能煤气表、智能电度表等。传统的水表、煤气表、电度表等只能事后测得用户的消费量值，不能事先输入预购量并控制用户在预购量范围内消费。这就给电力、自来水、煤气等公司的收费管理带来了困难。尤其是，相关供给公司只查读居民单元或小区的总计量仪表上所计量的总用量，然后下达收费通知，让单元或小区内的居民轮流查读各户居民家中的消费用量，再与供给公司所下达的总用量核对，再计算出用量实际单位价格和各家各户应交费用，再到各家各户去收取，有时用户不在家，还要楼上楼下跑上好几次，才能收齐，然后，还得跑到供给公司指定的营业厅去将所收费用交上。这无形中将供给公司收费之劳务转嫁给了居民，让居民无偿为其进行收费服务，不仅如此，还给居民居家生活造成骚扰，增加了许多麻烦和不便。
虽然近年来出现了可以事先输入预购量的预付费计量仪表。但其结构和电路往往十分复杂，生产成本和售价昂贵，电能消耗量较高，可靠性较差，功能也不够完备。而且，绝大多数使用IC卡等转载工具，易于与家中所用的其它卡搞混或丢失。
发明内容
本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路。该电路结构简单、性能可靠、操作方便、成本低廉、节约电能，数据输入不需要任何转载工具；并且具有预购量加密措施、数据输入错误报警、余量超低报警、电源超低报警、磁干扰报警等多种功能。
为了达到上述目的，本发明安装在计量仪表的机壳中。它包括单片机(以下简称MP)和通过MP-12～MP-31脚及MP-36～MP-39脚直接与单片机连接的液晶显示器(以下简称LCD)、与MP-8、MP-9脚直接连接的晶振(CRY)、与MP-54、MP-55、MP-56、MP-57、MP-58脚连接的程序写入接口以及与MP-58脚连接的由一二极管两电阻和一电容构成的复位调节电路、连接在MP-51脚上的由一三极管一电阻和一蜂鸣器构成的蜂鸣器电路、与MP-4、MP-5、MP-6、MP-46、MP-47脚连接的控制阀微电机驱动及限流检测电路、与MP-49、MP-50脚连接的信号接口电路、连接在MP-60脚上的电源检测电路、连接在MP-32、MP-33、MP-34、MP-35、MP-44、MP-45号脚上的按键电路。
本发明的主芯片可以为MSP430型单片机，控制阀微电机驱动芯片(以下简称MDP)可为AE2501型，电源检测芯片(以下简称VCP)可为R3111型。上述芯片性能优良，价格也较低廉。
该MSP430型单片机除了一般单片机所具有的存储、计算等功能外，还具有其他一般单片机所没有的时钟功能，LCD驱动功能，且该单片机最多可驱动28脚的LCD。因此，晶振直接连接在MP-8、MP-9脚上，为单片机内的时钟提供标准频率。该电路可采用24脚的LCD，它的COM0、COM1、COM2、COM3脚分别与单片机的MP-36～MP-39脚直接连接，它的S0～S19各脚分别与单片机的MP-12～MP-31脚直接连接。
PGM I/O为程序写入接口。其中，连接MP-54脚的一端为程序回读口(TDO)、连接MP-55脚的一端为程序写入口(TDI)、连接MP-56脚的一端为启始指令输入口(TMS)、连接MP-57脚的一端为时钟信号接口(TCK)、连接MP-58脚的一端为复位指令接口(RST)。与MP-58脚连接的还有复位调节电路，它由1个二极管、2个电阻和1个电容构成其中，1个电阻与二极管并联，其一共极接电源(以下简称VCC)亦即电池正极，另一共极通过一大电阻连接到MP-58脚上，并通过电容与地(GND)连接。
蜂鸣器电路中的三极管之b极通过1个大电阻与MP-51脚连接、c极与蜂鸣器的负极连接，e极接地；蜂鸣器的正极接VCC。当单片机通过其MP-51脚发来触发信号(指令)时，三极管导通，驱动蜂鸣器鸣叫，达到报警目的。
控制阀微电机驱动及限流检测电路由“微电机驱动电路”、“比较电平检测电路”和“标准电平电路”三部分组成。微电机驱动电路由控制阀微电机(以下简称MOTOR)、微电机驱动芯片(以下简称MDP)及电阻构成其中，MOTOR的两极分别与MDP-3、MDP-6脚连接；MDP-1脚通过1个大电阻与MP-6脚连接；MDP-8脚通过1个大电阻与MP-5脚连接；MDP-2和MDP-7脚均与VCC直接连接。而MDP-4和MDP-5两脚相互连接，并且通过1个大电阻与MP-47脚连接、同时通过并联着的一电容和一标准电阻与地连接，这一大电阻和并联着的一电容和一标准电阻则构成了比较电平检测电路。标准电平电路由1个三极管、1个二极管4个电阻、1个电容构成该三极管的e极通过1个大电阻与VCC连接、b极通过1个大电阻与MP-4脚连接、c极通过1个二极管及与其并联的电阻电容组与地连接，电阻电容组的共极与MP-46连接，该电阻电容组中的一电阻的另一极接三极管c极，另一电阻与电容并联并接地。
控制阀微电机驱动及限流检测电路中的MOTOR是通过1个齿轮减速器带动控制阀转动而达到开启与关闭控制阀之目的的。它可以采用最后一级为只能正反旋转90°的扇齿轮带动控制阀转动的减速器。这种结构的减速器只能采用微电机驱动电流自断式电路即上述电路。上述标准电平电路的作用是当MP通过MP-5或MP-6脚对MDP发出驱动微电机转动以关闭或打开控制阀的指令之同时，它亦通过MP-4号脚给予三极管一个激发信号，使之导通，从而使与二极管并连着的电阻电容组的共极处产生一个标准电平并通过MP-46反馈给MP。另一方面，当MDP接到MP的指令，驱动MOTOR带动减速器运转使扇齿轮抵达限位块从而使MOTOR与减速器无法继续转动时，由于MP的指令尚未撤消，故微电机驱动电流继续增大，因而比较电平检测电路中的标准电阻上的电平亦随之升高，标准电阻上的电平信息是通过MP-47反馈给MP的。当这一电平等于上述标准电平时，MP便向MDP发出停止MOTOR转动的指令，使MDP切断控制阀微电机驱动电流。这就是微电机驱动电流自断式电路的工作原理(参看图一、图二)。
上述电路的MOTOR的两端与MDP-3、MDP-6脚之间还可以分别连接一个外置常闭轻触开关、且在每一个外置常闭轻触开关上并联着一个功率较大的二极管，以保证当MOTOR输出端所连接的常闭轻触开关被断开时通过该端二极管可以形成回路、同时保证MOTOR输入端所进来的电流又不能通过该端二极管从而当输入端上的常闭轻触开关被断开时保证了输入端所进来的电流被切断，达到停止MOTOR转动的目的；与此同时，应去掉上述电路中的比较电平检测电路和标准电平电路两部分(即将MP-47脚与相互连接着的MDP-4和MDP-5脚之间的大电阻去掉，并将一共极与MDP-4和MDP-5脚连接另一共极接地的并联着的电容和标准电阻亦去掉，使相互连接的MDP-4与MDP-5直接接地；同时将构成标准电平电路的1个三极管、1个二极管4个电阻、1个电容都去掉)，这时MP-4、MP-46和MP-47脚为空脚。这样改动所得到的电路是一种微电机驱动电流外断式电路，是由控制阀微电机的两条动力线上各连一个外置常闭轻触开关及其并联二极管之结构所决定的(参看图三、图四)。该常闭轻触开关由控制阀主轴上固定的摆杆随其转动而逐渐靠近乃至压到常闭轻触开关的按钮上，来切断微电机驱动电流。其开、关控制阀的工作原理是控制阀主轴上固定的摆杆随其转动而转动，当控制阀达到关闭状态时，该摆杆便压到连接在关阀电流通过的动力线上所连接的常闭轻触开关的按钮上，切断驱动微电机转动的关阀电流，达到关阀之目的；而开阀时，当控制阀达到完全打开状态时，该摆杆便压到连接在开阀电流通过的动力线上所连接的常闭轻触开关的按钮上，切断驱动微电机转动的开阀电流，达到开阀之目的。
信号接口电路有两信号输入端SIGNAL1、SIGNAL2和一接地端SIGNAL GND；每一信号输入端上各接一个电阻和一个电容，各信号输入端上的电阻之另一极共接VCC；各信号输入端上的电容之另一极共接地，并与信号接地端SIGNAL GND连接。当SIGNAL 1(或SIGNAL 2)单独有触发信号时，该电路便通过MP-49脚(或MP-50脚)向MP发出一个计量信号；当SIGNAL 1和SIGNAL 2同时有触发信号时，该电路便通过MP-49和MP-50脚向MP发出磁干扰信号(只有在磁干扰的情况下SIGNAL 1和SIGNAL 2才会同时有触发信号)。单片机MP接到计量信号时便进行计数，当计数到达0.01(或0.1)时，便从所存“余量”中减去0.01(或0.1)，直到“余量”等于0时，它便发出指令关闭控制阀。同时，在“余量”超低状态下，它指令蜂鸣器报警，以提醒用户及时去购水。当单片机接到磁干扰信号时，首先发出指令关闭控制阀，随后发出指令驱动蜂鸣器报警，只有在磁干扰被排除一段时间后，它才会发出指令打开控制阀。
电源检测电路由VCP、电池、电容及电阻构成。VCP-1脚通过1个大电阻与MP-60脚连接，VCP-2脚与VCC连接；VCP-3脚与电池的负极连接同时接地；三并联电容之一共极与VCC连接，另一共极接地。VCP的作用是将它所检测到的电源信息通过MP-60脚发送给MP，当电源电压降低到与“设定值”相等时(此时电源尚有能力关闭控制阀)，MP接到VCP发来的该信息后，立即发出指令给MDP令其关闭控制阀停止供给，以避免电压过低无力关闭控制阀而失去智能计量仪表的自动控制功能。同时，MP发出指令驱动蜂鸣器报警，提示用户请维修人员来更换电池。
通常微电机驱动电流比数字电路运行电流要高得多，尤其是在微电机驱动电流自断式电路中，前者往往是后者的数十倍乃至上百倍。由于控制阀微电机驱动电路中的电流波动较大，容易对数字电路产生干扰，有时可能会造成乱码现象，因此可以单独为控制阀微电机驱动电路设置一个独立电源，即采用电源分离措施使控制阀微电机驱动电路部分和数字电路部分各用一个电源，以减小微电机驱动电路的波动对数字电路的影响，使电路性能更为可靠稳定。为此，可以再增加一个电源检测电路，该电源检测电路的VCP-1脚通过1个大电阻与MP-61脚连接，其结构及其工作原理与上述电源检测电路完全相同。这种电路即所谓的双电源电路(参看图五、图六)。
按键电路中可以为6键式或5键式、4键式、3键式、2键式之一种。6键式按键电路之1～6号键的输入端分别与MP-32、MP-33、MP-34、MP-35及MP-44、MP-45六脚连接。每一按键输入端上各接一个电阻一个电容，且各按键输入端上的电阻之另一极共接VCC；各按键输入端上的电容之另一极共接地，并与各按键接地端连接。按键触发信号分别通过MP-32、MP-33、MP-34、MP-35及MP-44、MP-45各脚发送给MP。5键式按键电路的5个键的输入端可以与MP-32、MP-33、MP-34、MP-35及MP-44、MP-45六脚中任意五脚连接，而剩余一脚为空脚；4键式按键电路的4个键的输入端可以与MP-32、MP-33、MP-34、MP-35及MP-44、MP-45六脚中任意四脚连接，而剩余两脚为空脚；3键式按键电路的3个键的输入端可以与MP-32、MP-33、MP-34、MP-35及MP-44、MP-45六脚中任意三脚连接，而剩余三脚为空脚；2键式按键电路的2个键的输入端可以与MP-32、MP-33、MP-34、MP-35及MP-44、MP-45六脚中任意两脚连接，而剩余四脚为空脚。
本发明提供了一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路。该电路结构简单、性能可靠、操作方便、成本低廉、节约电能，数据输入不需要任何转载工具；并且具有预购量加密措施、数据输入错误报警、余量超低报警、电源超低报警、磁干扰报警等多种功能。它可广泛应用于水、电能、热量、煤气等的计量管理中。
图1为本发明实施例1的电路原理图。
图2为实施例2的电路原理图。
图3为实施例3的电路原理图。
图4为实施例4的电路原理图。
图5为实施例5的电路原理图。
图6为实施例6的电路原理图。
具体实施例方式
实施例1。一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，如图1所示。它安装在水表的机壳中。包括单片机(1)、与单片机(1)的MP-12～MP-31脚及MP-36～MP-39脚直接连接的液晶显示器(2)、与单片机(1)的MP-8、MP-9脚直接连接的晶振(CRY)、与单片机(1)的MP-54、MP-55、MP-56、MP-57、MP-58脚连接的程序写入接口(3)、连接在单片机(1)的MP-4、MP-5、MP-6、MP-46、MP-47脚上的控制阀微电机驱动及限流检测电路(4)、连接在单片机(1)的MP-49、MP-50脚上的信号接口电路(5)、连接在单片机(1)的MP-60脚上的电源检测电路(6)以及连接在单片机(1)的MP-32、MP-33、MP-34、MP-35、MP-44、MP-45脚上的按键电路(7)。
控制阀微电机驱动及限流检测电路(4)包括其MDP-1脚、MDP-8脚分别与单片机(1)的MP-6、MP-5脚连接的驱动芯片(8)与其两极分别与驱动芯片(8)的MDP-3脚和MDP-6脚连接的控制阀微电机(9)所构成的控制阀微电机驱动电路部分、以及与驱动芯片(8)的MDP-4脚和MDP-5脚共极连接的且并联的电容标准电阻和另一电阻(其另一极与MP-47连接)构成的比较电平检测电路部分、还包括由e极通过一电阻与电源VCC连接的三极管(10)、连接在三极管(10)的c极和地之间的二极管、连接在三极管(10)的c极和单片机(1)的MP-46脚之间的电阻、并联在单片机(1)的MP-46脚与地之间的电阻电容、以及连接在三极管(10)的b极和单片机(1)的MP-4脚之间的电阻所组成的标准电平电路部分。
电源检测电路(6)包括其VCP-1脚通过一大电阻与单片机(1)的MP-60脚连接的电源检测芯片(11)和连接在电源检测芯片(11)的VCP-2和VCP-3脚之间的电池(12)。
单片机(1)的MP-51脚上还连接着蜂鸣器电路。蜂鸣器电路由其b极通过一大电阻与单片机(1)的MP-51脚连接的三极管(13)、及两端分别与三极管(13)的c极和电源VCC连接的蜂鸣器(14)所构成。
本实施例按键电路(7)为6键式。单片机(1)为MSP430型，电源检测芯片(11)为R3111型，控制阀微电机驱动芯片(8)为AE2501型。本实施例乃控制阀微电机驱动电流自断式单电源电路之一种。
实施例2。一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，如图2所示。它的按键电路(7)为4键，单片机(1)的MP-44、MP-45脚为空脚。其余同实施例1。本实施例亦为控制阀微电机驱动电流自断式单电源电路之一种。
实施例3。一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，如图3所示。本实施例按键电路(7)为5键式，单片机(1)的MP-45脚为空脚。和实施例1比较，它将比较电平检测电路部分和标准电平电路部分都去掉了，单片机(1)的MP-4、MP-46、MP-47在本实施例为空脚；它只保留了控制阀微电机驱动电路部分，并且在控制阀微电机的两端动力线上分别连接一个外置常闭轻触开关、同时在每一个外置常闭轻触开关上并联着一个功率较大的二极管。即控制阀微电机驱动电路(4)包括其MDP-1脚、MDP-8脚分别与单片机(1)的MP-6、MP-5脚连接的驱动芯片(8)、控制阀微电机(9)以及分别连接于驱动芯片(8)的MDP-3、MDP-6脚与控制阀微电机(9)之间的两外置常闭轻触开关(15)以及在每一个外置常闭轻触开关上并联着的二极管。驱动芯片(8)的MDP-2脚和MDP-7脚均与电源VCC连接，而它的MDP-4脚和MDP-5脚相互连接并接地。其余同实施例1。本实施例乃控制阀微电机驱动电流外断式单电源电路之一种。
实施例4。一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，如图4所示。它的按键电路(7)为3键式，单片机(1)的MP-35、MP-44、MP-45脚为空脚。其余同实施例3。本实施例亦为控制阀微电机驱动电流外断式单电源电路之一种。
实施例5。一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，如图5所示。它的按键电路(7)为4键式，单片机(1)的MP-44、MP-45脚为空脚。除此以外，它较实施例1还在单片机(1)的MP-61脚上增加了一副电源检测电路，该电源检测电路的结构及其工作原理与原电源检测电路(6)完全相同。其余同实施例1。本实施例为控制阀微电机驱动电流自断式双电源电路之一种。
增加了另一副电源检测电路的目的就是减小微电机驱动电路的波动对数字电路的影响，使电路性能更为可靠稳定。
实施例6。一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，如图6所示。它的按键电路(7)为2键式，单片机(1)的MP-34、MP-35、MP-44、MP-45脚为空脚。其余同实施例5。本实施例亦为控制阀微电机驱动电流自断式双电源电路之一种。
本发明的按键功能及其操作方式如下(一)六键式电路六键式电路有6个基本功能键。其中1号键可称为“启动功能”键，为节约电能，智能化计量仪表“自动测控电路”通常都具有电路休眠节电功能，该键的作用就是激发单片机工作程序中的“启动功能”程序，将电路从休眠状态下激活，使各部分的电路都运转起来；当然，LCD亦显示。
2号键可称为“设置功能”键，它的作用是激发单片机工作程序中的“设置功能”程序，使电路进入输入“预购量加密代码”的准备状态。这时，若“预购量加密代码”是八位数(或九位数或十位数等)，则显示出八个(或九个或十个等若干个)“0”，且在第一个数位下，有光标闪动。在电路被激活的状态下使用该键，可免除它同时激活电路的兼有功能；但在电路未被激活的状态下操作此键，它必须兼有同时激活电路的功能。
3号键可称为“右移位功能”键，它的作用是激发单片机工作程序中的“右移位功能”程序，可使LCD显示出的相应数位下的光标向右移动，并且按一下该键，光标向右移动一位；按下不动，光标会连续移位，直至移动到最右边的数位下为止；当光标在最右边的数位下时，按动此键无效。
4号键可称为“左移位功能”键，它的作用是激发单片机工作程序中的“左移位功能”程序，可使LCD显示出的相应数位下的光标向左移动，并且按一下该键，光标向左移动一位；按下不动，光标会连续移位，直至移动到最左边的数位下为止；当光标在最左边的数位下时，按动此键无效。
5号键可称为“输数功能”键。在输入“预购量加密代码”的准备状态下，LCD所显示出的每一个数位上的数字都是“0”。在此状态下，它的作用是激发单片机工作程序中的“输数功能”程序，并且按一下该键，在有光标的数位上便出现数字“1”；按两下，便出现数字“2”；按三下，便出现数字“3”；…；按九下，便出现数字“9”。或者，按下该键不动，在有光标的数位上会轮番出现数字“1”、“2”、…、“9”、“0”十个数字。在输入“预购量加密代码”的准备状态下，按照以上方法按动该键，可将“预购量加密代码”的每一个数字输入到LCD所显示出的相应的数位上。
6号键可称为“确认功能”键，它在“预购量加密代码”数字输入完成后操作。它的作用是激发单片机工作程序中的“确认功能”程序，且按一下该键后，智能化计量仪表的“自动测控电路”便自动进行确认所输入的十进制数是否正确(由密码进行验证)。输入正确，则将“预购量加密代码”中的数据存储备用；输入不正确，则拒绝存储任何数据，同时激发“输入错误报警程序”驱动蜂鸣器报警。
以上为6键式电路中各键的基本功能。
(二)五键式电路五键式电路有5个按键，可由上述六个基本按键进行下述功能合并而得。例如，将上述4号键取消，使3号键功能变更如次即按动该键，光标向右移动，到达最右边的数位下后，再返回到最左边的第一个数位下，进行大循环。或将上述3号键取消，使4号键功能变更如次即按动该键，光标向左移动，到达最左边的数位下后，再返回到最右边的数位下，进行倒循环(设置该键，须从“预购量加密代码”最后一位数字开始输入)。
其他几种功能合并，亦可构成五键输入方式。譬如，将3号键功能合并给2号键；或将4号键功能合并给1号键等等。
为与上述6个基本功能键区别起见，五键式电路的五个按键不妨分别叫做A号键、B号键、C号键、D号键、E号键。
(三)四键式电路四键式电路有4个按键，亦可由上述六个基本按键进行下述功能合并而得。仅举几例如下1、将3号键功能合并给2号键，并在其键盘上加一个右向箭头；再将4号键功能合并给1号键，并在其键盘上加一个左向箭头。这种四键输入法的基本构件，在智能化计量仪表未进入输入“预购量加密代码”的准备状态前，1号键和2号键的功能仍如上述；在进入输入“预购量加密代码”的准备状态后，2号键就具有了3号键的功能，1号键就具有了4号键的功能。
2、以按下6号键同时按一下1号键的功用取代1号键的原有功能(在单键启动的功能下儿童乱戳按键容易戳到1号键激发电路浪费电源，联合启动可避免该种情况出现)；再将4号键功能合并给1号键，并在其键盘上加一个左向箭头；将3号键功能合并给2号键，并在其键盘上加一个右向箭头，构成另一种四键输入。
3、其他几种功能合并，构成的四键输入。譬如，将2号键功能合并给1号键，并以按下6号键同时按一下1号键的功用取代1号键的原有功能等。
四键式电路的四个按键可分别叫做A号键、B号键、C号键、D号键。
(四)三键式电路三键式电路有3个按键，亦可由上述六个基本按键进行下述功能合并而得。为简要起见，仅举一例三键式电路的三个按键不妨分别叫做A号键、B号键、C号键。其中，①以按下C号键同时按一下A号键的功用取代六键输入法中1号键的“启动功能”；②在LCD显示状态下，B号键具有六键输入法中2号键的“设置功能”；在输入“预购量加密代码”的准备状态下，A号键具有六键输入法中5号键的“输数功能”；③在输入“预购量加密代码”的准备状态下，B号键具有六键输入法中3号键和4号键的合并功能，即单击该键，光标向右移动，但到达最右边的数位下，单击该键无效；双击该键，光标向左移动，但到达最左边的数位下，双击该键无效。④C号键除了具有与A号键联合起到的“启动功能”外，仍具有六键输入法中6号键的“确认功能”。
(五)二键式电路二键式电路有2个按键，亦可由上述六个基本按键进行下述功能合并而得。这里仅举一例二键式电路的两个按键不妨分别叫做A号键、B号键。其中，①以按下B号键同时按一下A号键的功用取代六键输入法中1号键的“启动功能”。②在LCD显示状态下，B号键具有六键输入法中2号键的“设置功能”。③在输入“预购量加密代码”的准备状态下，A号键具有六键输入法中5号键的“输数功能”。④在输入“预购量加密代码”的准备状态下，B号键具有六键输入法中3号键和4号键的合并功能，即单击该键，光标向右移动一位，但光标到达最右边的数位下后，单击该键无效；双击该键，光标向左移动一位，但光标到达最左边的数位下后，双击该键无效。⑤在完成输数任务后，可以按下B号键同时按一下A号键的功用取代六键输入法中6号键的“确认功能”。
(当然亦可另行合并功能的方法获得2键式电路中各键之功能)。
(六)输入“预购量加密代码”的按键操作方式为简要起见，仅以四键式电路的输入方式为例说明。这里四键式电路的4个按键的功能设置如下A键具有与D键联合启动功能、在输数状态下具有“左移位功能”；B键具有设置功能、在输数状态下具有“右移位功能”；C键具有输数功能；D键具有确认功能。
(A、B、C、D可用任何名字替代之，譬如将A键命名为ON键，将B键命名为SET键，将C键命名为INPUT键，将D键命名为OK键。)具体使用按键输入操作方法如下第1步按下“D键”同时按一下“A键”(相当于按一下上述1号键)，电路被激活，其LCD显示出所存剩余数即“余量”和从计量仪表安装后的“累计”用量等。
第2步在电路被激活的状态下，按一下“B键”，进入输入“预购量加密代码”的准备状态若“预购量加密代码”是一个8位数(亦或9位数、或10位数等)，则LCD显示出同样8个(亦或9个、或10个等多个)“0”，则在左边第一个数字“0”下都有一光标闪烁。
第3步在输入“预购量加密代码”的准备状态下，可按动“C键”将“预购量加密代码”之相同数位上的数字输入到LCD上有光标闪烁的数位上；通常，你也可以按下“C键”不动，则数字“0”、“1”、“2”、……、“9”便轮番在该数位上出现，当所需要输入的数字出现时，松开手，该数字便出现在该数位上。若数字轮番出现的速率较快，则通常在出现前一个数字(或更前一个数字)时松开手，便会在该数位上出现你所需要的数字。当然，也可以一下一下地按动“C键”，在所需要输入的数字出现时不再按动它即可。
第4步第一个数位上输入你所要输入的数字后，可按一下“B键”(在输数状态下它具有“右移位功能”)，使光标移动到下一个数位下(按一下该键光标向右移动一位)；再将“预购量加密代码”之相应数位上的数字输入到该数位上；……依次类推，可以将“预购量加密代码”各个数位上的数字输入到其LCD所显示的各个相应的数位上。遇到“预购量加密代码”某一数位上的数字是“0”时，你只要多按一下该键，使光标移动到相应数位的下一个数位下即可。如此便可以将“预购量加密代码”的所有数字输入到其相应的数位上。
第5步若发现前面所输入的数字有错误，可以按动“A键”(在输数状态下它具有“左移位功能”)，使光标返回到错误数字所在的数位下，然后按动“C键”，进行修改。修改完毕后，可以再按动“B键”，使光标右移到原来的位置上或其下一数位下。
第6步当“预购量加密代码”之每一个数位上的数字被完全正确的输入到其LCD所显示的各个数位上后，按一下“D键”后，智能化计量仪表的“自动测控电路”便会将“预购量加密代码”还原成你预先交费所购得的消费用量即“预购量”(或简称为“购量”)和两个密码。这两个密码中一个是本次购取“预购量加密代码”时，预购量销售管理站的电脑随机产生的新密码，可称做“后码”，另一个是上次购取“预购量加密代码”时，预购量销售管理站的电脑上次随机产生的那个密码，可称做“前码”。这时，“自动测控电路”便首先核对“前码”与上次它所保存下来的“核对码”是否相同。若相同，它便将上次它所保存下来的“核对码”删除，将本次的“后码”保存下来作为下次的“核对码”，以备下次核对之用(下次你购取“预购量加密代码”时，预购量销售管理站的电脑便将本次的“后码”作为下次的“前码”连同你下次的“预购量”及下次它随机产生的新密码——即下次的“后码”一起编辑入下次的“预购量加密代码”中)。同时，它将“预购量”存入，供消费之用。此后，消费多少，它便从中减去多少，所剩余数可称其为“余量”。
本发明还有以下功能，当“核对码”与“前码”相同并完成所有存储后，它会驱动蜂鸣器按设定的鸣叫声鸣叫，以示成功。若“核对码”与“前码”不相同，它会拒绝存入任何数据，并驱动蜂鸣器按另一种设定的鸣叫声鸣叫，以示“错误输入”之警告。
当LCD最后一个显示功能显示三秒钟后，LCD熄灭，该电路进入休眠状态(除单片机处于工作状态外，其他部分均不工作不耗电)，以节约电能。
“预购量加密代码”是预购量销售电脑将用户预先交费购得的“预购量”加上“前码”和“后码”在二进制下按一定规则重新进行编制后再转化成的一个十进制多位数代码(譬如八位数、九位数或十位数等)。“预购量加密代码”被输入仪表后，即被该电路自动还原成“预购量”、“前码”和“后码”，并首先核对“前码”与上次它所保存下来的“核对码”是否相同。若相同，它便将上次它所保存下来的“核对码”抹掉，将本次的“后码”保存下来作为下次的“核对码”，以备下次核对之用；同时，它将的“预购量”存入，供消费之用。若不相同，它拒绝储存任何数据。
如果用户输入的代码不正确，该电路会驱动蜂鸣器按设定的鸣叫声鸣叫报警，LCD同时显示“输入错误”之警示符号。当“余量”很少时，该电路会多次驱动蜂鸣器按设定的鸣叫声鸣叫报警，LCD同时显示“余量超低”之警示符号。如果该智能水表受到磁干扰，则该电路首先将控制阀关闭，使蜂鸣器按设定的鸣叫声鸣叫报警，LCD同时显示磁干扰警示符号。当电源电压低于一定值时，则该电路首先将控制阀关闭，使蜂鸣器按设定的鸣叫声鸣叫报警，LCD同时显示“电源超低”之警示符号。
实施例1～6电路简单、性能可靠、操作方便、成本低廉、节电，并具有预购量加密措施、数据输入错误报警、余量超低报警、电源超低报警、磁干扰报警等多种功能。它可广泛应用于对城市居民所消费的自来水、煤气、电能等用量的计量、收费、管理中。
上述控制阀微电机驱动电流自断式单电源电路、制阀微电机驱动电流外断式单电源电路、控制阀微电机驱动电流自断式双电源电路，每一种均可采用六键式、五键式、四键式、三键式、二键式输入方式，即均可设计为六键式电路、五键式电路、四键式电路、三键式电路、二键式电路。
权利要求
1.一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，它安装在计量仪表的机壳中，其特征在于它包括单片机(MP)、与单片机的MP-12～MP-31脚和MP-36、MP-37、MP-38、MP-39脚连接的液晶显示器(LCD)、与单片机的MP-54、MP-55、MP-56、MP-57、MP-58脚连接的程序写入接口(PGM I/O)、连接在单片机的MP-4、MP-5、MP-6、MP-46、MP-47脚上的控制阀微电机驱动及限流检测电路、连接在单片机的MP-49、MP-50脚上的信号接口电路、连接在单片机的MP-60脚上的电源检测电路、以及连接在单片机的MP-32、MP-33、MP-34、MP-35、MP-44、MP-45脚上的按键电路，控制阀微电机驱动及限流检测电路包括MDP-1脚、MDP-8脚分别与单片机的MP-6、MP-5脚连接的驱动芯片(MDP)以及连接在驱动芯片的MDP-3脚和MDP-6脚之间的控制阀微电机(MOTOR)，驱动芯片的MDP-2脚和MDP-7脚与电源VCC连接，电源检测电路包括VCP-1脚连接在单片机的MP-60脚上的电源检测芯片(VCP)和连接在电源检测芯片的VCP-2和VCP-3脚之间的电池(BATTERY)。
2.按照权利要求1所述的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，其特征在于所说的单片机的MP-51脚上还连接着蜂鸣器电路，蜂鸣器电路由b极通过一电阻连接在单片机的MP-51脚上的三极管、两极分别与三极管的c极和电源VCC连接的蜂鸣器所构成。
3.按照权利要求2所述的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，其特征在于所说的控制阀微电机驱动及限流检测电路的控制阀微电机采用最后一级为只能正反旋转90°的扇齿轮的减速器，该电路中还设有比较电平检测电路和标准电平电路，比较电平检测电路包括一端连接在驱动芯片彼此互连的MDP-4和MDP-5脚上另一端接地的标准电阻及与其并联着的电容、连接在单片机的MP-47脚与驱动芯片的MDP-4脚MDP-5脚之间的大电阻，标准电平电路由e极通过一电阻与电源VCC连接的三极管、连接在三极管的c极和地之间的二极管、连接在三极管的c极和单片机的MP-46脚之间的电阻、并联在单片机的MP-46脚与地之间的电阻电容、以及连接在三极管的b极和单片机的MP-4脚之间的电阻所组成。
4.按照权利要求2所述的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，其特征在于所说的控制阀微电机驱动电路的控制阀微电机的两端与驱动芯片的MDP-3脚和MDP-6脚之间还可分别连接着一个外置常闭轻触开关以及在每一个外置常闭轻触开关上并联着的一个二极管，单片机的MP-4、MP-46、MP-47脚为空脚。
5.按照权利要求3所述的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，其特征在于所说的单片机的MP-61脚上还连接着另一电源检测电路，它与连接在单片机的MP-60脚上的电源检测电路相同。
6.按照权利要求2或3或4或5所述的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，其特征在于所说的按键电路可以为6键式或5键式、4键式、3键式、2键式之一种，当为5键式电路时，单片机的MP-45脚可为空脚；当为4键式电路时，单片机的MP-44、MP-45脚可为空脚；当为3键式电路时，单片机的MP-35、MP-44、MP-45脚可为空脚；当为2键式电路时，单片机的MP-34、MP-35、MP-44、MP-45脚可为空脚(亦可选其它脚为空脚)。
7.按照权利要求1所述的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，其特征在于所说的单片机为MSP430型，电源检测芯片为R3111型，控制阀微电机驱动芯片为AE2501型。
8.按照权利要求6所述的智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，其特征在于所说的单片机为MSP430型，电源检测芯片为R3111型，控制阀微电机驱动芯片为AE2501型。
全文摘要
一种智能化计量仪表的预购量加密代码输入方式电路，属于仪表技术。它包括单片机、液晶显示器、程序写入接口、控制阀微电机驱动及限流检测电路、信号接口电路、电源检测电路以及按键电路。微电机驱动及限流检测电路包括驱动芯片及微电机，并与电池连接。电源检测电路包括电源检测芯片和电池。单片机还可连接蜂鸣器电路。微电机的两端与驱动芯片之间还可以分别连接着一个常闭轻触开关。微电机也可采用最后一级为只能正反旋转90°的扇齿轮的减速器，控制阀微电机驱动及限流检测电路中设有比较电平检测电路部分和标准电平电路部分。按键电路可以为6键式、5键式、4键式、3键式、2键式之一种。它电路简单、性能可靠、操作方便、成本低廉，具有多种报警功能。可广泛应用于水、电、热、煤气等的计量管理中。
文档编号G01D4/02GK1651865SQ20051004230
公开日2005年8月10日 申请日期2005年1月5日 优先权日2005年1月5日
发明者庄惠凯 申请人:庄惠凯