基于MCU的智能水表设计方案
水表的电源一般由水表自行供给，这就对水表的功耗提出了苛刻的要求。国际规定，智能水表的静态电流应该小于30μa，实际中水表厂商都把该指标控制在10μa以内（使用干簧管传感器时），保证工作时间大于6年以上才算合格。nec带lcd控制功能的8位微控制器以其低功耗、高性能等优势，成为水表微控制器的优质选择。
1 nec山梨mr和renesas mcu水表方案
该方案的工作原理为：在叶轮上装上磁铁，由磁场感应器（mr sensor）感知出叶轮的旋转。磁场感应器（mr sensor）把磁场信号转变成电信号，再由单片机进行计量的加法或减法运算，运算值由液晶显示或对外部输出。
方案结构框图如下：
2 renesas mcu——78k0/lx3微控制器介绍
renesas电子78k0/lx3微控制器是高性能8位通用微控制器，采用原nec电子的78k0内核，有48pin～80pin的多种封装，内置4com/8com模式的lcd驱动，可以驱动的lcd段数高达288段。
●lcd驱动器 最大可实现36*8段位控制，共有6种显示模式供选择，内/外部分组电压。
●csi通讯模块1~2 可与ic卡接收器、短距离无线收发器、超声波流量传感器进行通讯
●丰富的比较/触发定时器 采集流量传感器信号并精确计算出流量
●eeprom模拟功能 通过flash的数据烧写及特殊的管理方式代替eeprom对重要数据进行存储
●振荡电路 78k0/lx3微控制器内置高精度8mhz振荡电路，并且可以通过寄存器去控制内部振荡电路的快慢。对于不需要实时时钟的水表，可以节约成本，加快软件开发进度。如果需要使用rtc，则需要外接32.768khz的振荡器，可以轻松实现阶梯复费率水费。
●功耗 78k0/lx3低于1μa的静态功耗可以有效延长电池使用寿命，而且有利于提高系统的稳定性和抗干扰性。1.8v～5.5v的工作电压可以最大限度的使用电池能量。内置的16级lvi模块更是免去了客户的后顾之忧，随时监测电池电压，一旦发现电池电压下降过限，就立即通知用户并存储关键数据。nec电子水表方案是卡表方案，支持多种读写卡，通过卡座使用iic协议与微控制器通讯。微控制器采用78k0/lx3，带lcd显示控制功能，在功耗方面，通过各种节电措施，整机达到3.8μa的超低功耗。
3 nec山梨mr传感器
nec山梨的mr磁传感器是一种利用磁电阻反应原理，把强磁性金属合金薄膜蒸镀在了ic电路上的磁开关器件。其特点为：
●高灵敏度，高精度——灵敏度的一致性最高可达6高斯以内。
●高可靠性——内藏温度保护电路，大幅提升了温度特性的稳定性。
●低功耗——工作电流1.5ma,工作在脉冲模式下，平均功耗可降到0.45ua.
●低成本。
●小型封装。
4 nec山梨mr传感器在水表中的应用方案
磁传感器适用于速度型水表，可分为旋翼式和螺翼式，磁场分布不同，有相应的磁传感器。
案例1：水平方向检测
图3 水平式磁感应原理
案例2：垂直方向检测
图4 垂直式磁感应原理
5 nec山梨mr和renesas mcu水表方案的功能和特性
·瞬间流量表示
·漏水检测报警功能
·过大流量检测报警功能
·逆流检测
·零流量检测
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方案结构框图如下：
2 renesas mcu——78k0/lx3微控制器介绍
renesas电子78k0/lx3微控制器是高性能8位通用微控制器，采用原nec电子的78k0内核，有48pin～80pin的多种封装，内置4com/8com模式的lcd驱动，可以驱动的lcd段数高达288段。
●lcd驱动器 最大可实现36*8段位控制，共有6种显示模式供选择，内/外部分组电压。
●csi通讯模块1~2 可与ic卡接收器、短距离无线收发器、超声波流量传感器进行通讯
●丰富的比较/触发定时器 采集流量传感器信号并精确计算出流量
●eeprom模拟功能 通过flash的数据烧写及特殊的管理方式代替eeprom对重要数据进行存储
●振荡电路 78k0/lx3微控制器内置高精度8mhz振荡电路，并且可以通过寄存器去控制内部振荡电路的快慢。对于不需要实时时钟的水表，可以节约成本，加快软件开发进度。如果需要使用rtc，则需要外接32.768khz的振荡器，可以轻松实现阶梯复费率水费。
●功耗 78k0/lx3低于1μa的静态功耗可以有效延长电池使用寿命，而且有利于提高系统的稳定性和抗干扰性。1.8v～5.5v的工作电压可以最大限度的使用电池能量。内置的16级lvi模块更是免去了客户的后顾之忧，随时监测电池电压，一旦发现电池电压下降过限，就立即通知用户并存储关键数据。nec电子水表方案是卡表方案，支持多种读写卡，通过卡座使用iic协议与微控制器通讯。微控制器采用78k0/lx3，带lcd显示控制功能，在功耗方面，通过各种节电措施，整机达到3.8μa的超低功耗。
3 nec山梨mr传感器
nec山梨的mr磁传感器是一种利用磁电阻反应原理，把强磁性金属合金薄膜蒸镀在了ic电路上的磁开关器件。其特点为：
●高灵敏度，高精度——灵敏度的一致性最高可达6高斯以内。
●高可靠性——内藏温度保护电路，大幅提升了温度特性的稳定性。
●低功耗——工作电流1.5ma,工作在脉冲模式下，平均功耗可降到0.45ua.
●低成本。
●小型封装。
4 nec山梨mr传感器在水表中的应用方案
磁传感器适用于速度型水表，可分为旋翼式和螺翼式，磁场分布不同，有相应的磁传感器。
案例1：水平方向检测
图3 水平式磁感应原理
案例2：垂直方向检测
图4 垂直式磁感应原理
5 nec山梨mr和renesas mcu水表方案的功能和特性
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