专利名称：磁卡式电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用磁卡保有数据作为预置限量的电度表，该电度表以单片微机作为数据处理和控制的核心。属预付费电度表。
现有电度表计费多是根据电度表显示的用量进行收费。这样无法限制用户用电量。目前，兰州长新电表厂生产的一种投卡式电度表，它是采用类似投币式公用电话的装置进行预置限量。但是这种预置方式保密性不高，代用币容易仿制，会造成偷电。
本实用新型旨在提出一种采用单片微机作为数据处理和控制核心，保密性强的预付费电度表。
本实用新型是这样完成的磁卡式电度表，它包括有感应式电度表，单片式微处理机，它还包括磁卡数据读取环节、光电探头、拉闸控制环节；磁卡数据读取环节的磁性传感器经运算放大器和整形电路与微处理机的INT1和P3.4口成电连接；光电探头与电度表的圆盘对应，且其信号输出端经放大整形电路和分频器与微处理机的P3.5口成电连接；拉闸控制环节的控制端与微处理机的P3.0口成电连接。用电限量数据记录在磁卡上，经磁性传感器读取，运算放大器放大，整形后输入单片微机；光电探头把电度表的圆盘转数转换成脉冲，脉冲经整形放大后由分频器送入单片微机；根据输入的脉冲数，单片微机对读入的数据进行减法运算；当读入的数据减到零时，单片微机发一信号至拉闸控制环节；拉闸控制环节是由晶体管，发光二极管和光控可控硅构成，当接到单片机发出的信号时，晶体管和发光二极管截止，光控可控硅控制开关量输出，使电网拉闸；单片式微处理机的断电检测电路由晶体管、电解电容、稳压二极管构成，断电时晶体管输出一信号(低电位)到单片微机，微机响应中断；微机中断时，工作储备(电池)接到单片机VPD端，保护RAM数据。
本磁卡式电度表利用磁卡保有数据作为预置限量手段，当用电量达到预置限量时，通过单片微机控制拉闸，为电能计量管理中计划用电、限电到户提供了一种安全可靠、保密性高的新型仪表。
以下结合附图和程序流程图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型方框图。
图2是8051单片微机示意图。
图3是电源、电机及其控制环节电路图。
是电机；J1，J2是继电器J0(见图8)的两组触点；虚线方框是磁卡光电检测口。
图4是数据显示和密码编制电路图。
81是译码器；82是选通驱动；C、D、E分别接图2微机的C、D、E口。B端接图8B端。
图5是断电保护及自动复位环节电路图。
图6是断电检测环节电路图。
图7是手动清零环节电路图。
图5、图6、图7中的G、F、H分别接图2中的G、F、H端。
图8是数据读取环节电路图。
31是磁性传感器；JP是切换继电器；J0是电机换向继电器。
图9是报警环节电路图。
131是压电陶瓷蜂鸣器；M端接图2M端。
图10是拉闸控制环节电路图。
501是光控可控硅；502、D是发光二极管；N接图2N端。
图11是计数环节电路图。
41是可预置分频器；4是光电探头。
以上各图中标有“＋12V”“＋5V”“＋3V”处分别并联接图3中的“＋12V”“＋5V”“＋3V”端。
图12是微机主程序流程图。
图13是清“0”子程序流程图。
图14是显示子程序流程图。
图15是磁卡数据读取子程序流程图。
图16是停电中断处理子程序流程图。
图17是计数器中断服务子程序流程图。
用1KHZ的正负尖脉冲信号把数据写入磁卡，磁卡投入时(投入图3虚线框内)，光电检测自动开动电机。双通道磁性传感器把数据读取，经运算放大器放大，整形后输入微机，微机对密码和数据进行检错判断，错了则送出磁卡，并在M端送高电位(图9)，三极管BG1导通，电压加在蜂鸣器上，报警。若正确，则把数据送存。此过程中，通过控制继电器JP自动切换把振荡器接入磁性传感器，把密码消除，使得磁卡只能使用一次。读取正确数据后，数码显示磁卡的电度数(图4)，微机N端送低电位(图10)，BG2导通，发光二极管502发亮，光控可控硅501导通，控制开关量输出接通用电回路。
光电探头把电度表圆盘转数转换成脉冲(在圆盘上做一记号，如黑点，每转一圈光电探头发一次脉冲)，通过整形放大，经分频器分频后送入微机(图11)，微机对显示的电度数进行减法运算，不断显示新数据，显示为零时，微机N端送出高电位(图10)，BG2截止，发光二极管502不亮，光控可控硅501截止，控制开关量输出拉闸用电回路。
使用过程中，若电网停电，通过接口停电检测(图6)，F输出低电位到微机，微机响应中断，执行停机指令，晶体停振，电池工作储备(图5中“＋3V”电压)接通到微机G端(即RST／VPD)保护内部RAM数据；电网恢复供电时，工作储备脱离微机(图5)，微机恢复工作，充电回路对电池工作储备充电。
图3中，电机
转向切换，由继电器触点J1、J2改变电源极性，它与磁性传感器是否接到振荡器保持同步。当电机正转，磁头接放大回路；电机反转，磁头接振荡器。振荡器是否起振，由微机控制，只在需要消除数据码的一段区域振荡器才有振荡，这一切均由微机控制。当读入的数据正确后，微机控制振荡器振荡，把要消除的数据码全部改写为“1”使数据失去再次被读取的可能。
数据的显示采用扫描方式(图4)，由P2口中送出BCD码。经译码器送出笔划，再由选通驱动进行位选通，把数据送显示。
每台电表有一密码，密码的输入，在开机复位时，由矩阵编码电路输入微机，由微机软件处理，相应确定一个密码。矩阵的组成由微机选通输出线中的四条，经4个二极管隔离做为矩阵的输入，矩阵的输出接到P2口中另四条线上(图4)，这样密码编制可达15位。
手动清零环节(图7)，为供电部门在校验表之后，清除内存数据。清零时，接通开关K1(接地)，这时H输出低电位到微机。接到低电位信号微机则对保有数据执行清零。
图8中，311、312是磁头绕组，磁卡数据由磁头读取。I，J，K，L分别接图2的I，J，K，L端。B端接图4B端。I产生同步信号，J产生数据信号分别送入微机。若读取的数据正确，K送“1”信号，振荡器(图2的CR晶片)接到磁头，把磁卡数据反码全部改写为1，使之不能再被使用。
微机的程序流程图不再累述。
权利要求1.一种磁卡式电度表，它包括有感应式电度表[1]，单片式微处理机[2]，其特征在于它还包括磁卡数据读取环节[3]、光电探头[4]、拉闸控制环节[5]；磁卡数据读取环节[3]的磁性传感器[31]经运算放大器和整形电路与微处理机[2]的INT1和P3.4口成电连接；光电探头[4]与电度表[1]的圆盘对应，且其信号输出端经放大整形电路和分频器与微处理机[2]的P3.5口成电连接；拉闸控制环节[5]的控制端与微处理机[2]的P3.0口成电连接。
2.根据权利要求1所述的磁卡式电度表，其特征在于磁卡数据读取环节［3］的磁性传感器［31］为双通道磁头，它的一个磁头绕组［311］经运算放大器和整形电路与微处理机2的INT1口成电连接，另一个磁头绕组［312］经运算放大器和整形电路与微处理机［2］的P3.4口成电连接。
3.根据权利要求1所述的磁卡式电度表，其特征在于光电探头［4］与电度表［1］圆盘旋转标记相对应。
4.根据权利要求1所述的磁卡式电度表，其特征在于拉闸控制环节［5］包含有光控可控硅［501］和发光二极管［502］组成的光藕开关，光控可控硅［501］与供电回路成电连接，发光二极管［502］的一端接微处理机［2］的电源，另一端通过驱动电路作为拉闸控制环节［5］的控制端与微处理机［2］的P3.0口成电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种磁卡式电度表。它包括感应式电度表和单片式微处理机，磁头，电度表转数传感器和供电开关。磁头的绕组与微机的数据通道相连接，转数传感器安装在感应式电度表的转盘侧方且与微机的计数通道相连接，供电开关串接在供电回路中，其控制端与微机的控制通道相连接。它利用磁卡保有数据作为预置限量手段，当用电量达到预置量时自动控闸，为电能计量管理和计划用电提供了一种安全可靠、保密性高的新型仪表。
文档编号G01R11/00GK2165446SQ9020808
公开日1994年5月18日 申请日期1990年5月31日 优先权日1990年5月31日
发明者潘勇忠, 吴毅喜, 陈淼全, 任志强 申请人:福建省龙溪仪表厂