為提高智能水表運行的可靠性和安全性，設計中采用電源電壓實時監(jiān)測電路。如圖3所示。電壓檢測芯片采用日本理光R3111H301C低電壓檢測芯片，R3111H301C輸出電壓為3.0V，最大工作電流為3.0μA，一般情況下的工作電流僅為1.0μA，高精度集成，完全滿足系統(tǒng)低功耗設計的要求。當電源電壓正常時，芯片的輸出腳輸出為高電平；當電源電壓小于3.0V時，輸出腳輸出低電平，即P1.1輸出低電平，P1.1下降沿中斷有效，單片機檢測到該信號時即轉入中斷服務程序處理，這時LCD液晶顯示“換電池”字樣，同時蜂鳴器報警提示用戶更換電池，MSP430F413內(nèi)部基本定時器使能中斷，定時1s檢測電壓是否回升，如果回升蜂鳴器再次發(fā)出一聲警報提示，LCD液晶上的“換電池”顯示字樣清除。如沒有回升，則關閉閥門，直到用戶更換電池，才再次開啟閥門供水。由于MSP430F413工作用電壓是3.0V，所以需要一個電壓轉換芯片將4.5V電壓轉換成3.0V供MSP430F413和其他外圍模塊使用，本電路中用的是RH5RL30AA—電壓調(diào)整芯片，它具有高精度的輸出電壓，工作電流極低只有1.1μA。


圖3電源低電壓檢測電路

　　圖4是主程序流程圖。單片機上電復位后主程序采用順序執(zhí)行的方法，逐個掃描各個自定義標志位，檢查是否有動作發(fā)生，若有發(fā)生則轉入相應子程序處理，處理完后回到主程序，繼續(xù)掃描其后的標志位，最后進入低功耗狀態(tài)，等待下一次中斷喚醒，喚醒后同樣循環(huán)一遍，又進入低功耗狀態(tài)。由于各信號以中斷的方式進入的，所以要特別注意中斷的優(yōu)先級及中斷的嵌套問題。采用模塊化方法設計各個子程序。根據(jù)不同功能，定義了不同的功能模塊。明確入口出口，相互之間的調(diào)用關系，以供調(diào)用。主要軟件模塊有：IC卡讀寫模塊，液晶顯示模塊，計量模塊，F(xiàn)LASH讀寫模塊，低電壓保護模塊等。上電后首先對系統(tǒng)進行初始化。初始化包括對內(nèi)部存儲器單元清零、特殊功能寄存器置初值、液晶顯示的設置等。接著進入主循環(huán)，判斷故障、電源電壓是否正常等，若一切正常則開閥供水。無論在什么情況下只要有低電壓信號出現(xiàn)，系統(tǒng)就提示欠壓，蜂鳴器報警，液晶顯示，提示用戶更換電池:當剩余水量低于設定值時，系統(tǒng)液晶顯示提醒用戶“請購水”，如果用戶沒有及時購水重新插卡充值，當剩余水量為負時，系統(tǒng)控制閥門關閉，停止供水。

        3 系統(tǒng)低功耗的設計

　　在單片機控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的功耗往往和電源電壓的大小成一定比例關系，電源電壓高，系統(tǒng)的功耗相應的也會增大，因此在功耗要求很嚴格的智能水表控制系統(tǒng)中，在保證功能的前提下，盡量選擇低的電源電壓。本系統(tǒng)中選用三節(jié)堿性干電池4.5V供電。本文所設計的智能水表的能耗主要由三部分構成：第一部分是控制器中單片機（CPU）液晶正常運行時的持續(xù)性能耗，這是主要的功耗；第二部分是IC卡水表執(zhí)行機構（電閥）動作時的瞬時能耗；第三部分是IC卡水表一些輔助功能如聲音報警等的能耗。上述智能水表能耗的第一、二部分占了總能耗的95%以上。因此，在設計時主要考慮：選擇低功耗電動閥；選擇低功耗器件（CMOS型）；選擇低的工作電壓和低的工作頻率；軟件設計時選擇低功耗的系統(tǒng)運行模式。

　　4 系統(tǒng)抗干擾的設計

　　本系統(tǒng)中抗干擾設計從兩方面來考慮，一是在硬件設計上采取適當?shù)拇胧﹣硪种坪拖蓴_，例如采用電磁干擾濾波器，如圖5所示。另一方面是從系統(tǒng)軟件設計上采取一定措施來提高系統(tǒng)的抗干擾能力，即使系統(tǒng)受到干擾，也能自動地快速恢復正常上作。如:盡量減少中斷源，采用中斷與查詢相結合的方法，保持盡.可能短的中斷開放時間，隨開隨關；在程序關鍵的地方人為地插入空操作指令，保護CPU在受到干擾，程序“彈飛”時指令不被拆散等軟件措施。