这种方法的好处是，不需要外部任何器件, 既节省成本又节省空间，而且可以获知当前准确的电池电压。它的原理如下: AD的参考电压设为VDD, VDD即为电池电压, 如果AD设为12bit模式 那么:带隙基准电压的AD值(AD27)=(1.17V / VDD) *4096 = (1.17V/ 电池电压) * 4096；所以: 电池电压= (4096 / 带隙基准电压的AD值(AD27)) * 1.17 (V)
电机驱动电路
在气表应用中，采用直流电机来开关阀门。 其驱动电路普遍采用H桥电路， 如下图。此电路成本低，可靠性高。
当PTC3，PTC4同时输出高电平或低电平时， 电机不工作。 当PTC3输出高，PTC4输出低时， 电机向一个方向转动。 当PTC3输出高， PTC4输出低时， 电机向反方向转动。 PTC2用作电机到位检测。
软时钟的实现
由于在气表水表应用中， 对时钟的要求并不是特别精确， 因此可以利用LL16的TOD模块方便地实现软时钟， 从而省去外部的实时时钟芯片， 降低系统成本。 TOD模块使用非常简单，下图为它的内部结构图：
TOD的时钟源有三个， 即内倍的1 kHz RC振荡器， ICSIRCK时钟及外部晶振时钟。考虑到精度因素， 所以选用外部32.768k晶振作为时钟源。 TOD模块对时钟源进行计数，可产生1S或1/4S中断。 因此可利用这1秒钟一次的中断实现软时钟。 同时此中断把CPU从睡眠模式唤醒， 用来查询IC 卡座， 流量脉冲计数，以及电池电压检
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测等。TOD的初始化如下：
void TOD_init(void)
{
TODC = 0x11;
TODC_TODEN =1;
TODSC=0X08;
}
TOD的中断服务程序：
void interrupt VectorNumber_Vtod RTC_ISR(void)
{
TODSC_SECF = 1; // clear 1s interrupt flag
CLOCk_processing();
}TOD 的中断服务程序：
void interrupt VectorNumber_Vtod RTC_ISR(void)
{
TODSC_SECF = 1; // clear 1s interrupt flag
Clock_processing();
}
LCD 驱动
LL16内部有LCD驱动模块， 可配置为24*8，或28*4。 LCD与I/O复用， 多余的段可设为普通I/O。注意，所有和LCD驱动复用的GPIO，在作为I/O功能使用时，其输出模式为开漏，需要外接上拉电阻。
LCD驱动是LL16的一大特色， 具有许多优越的性能。
• 低功耗， LCD模块仅消耗900nA的电流
• 可配置为24*8即8COM端驱动模式， 从而节省更多的I/O口
• COM 和SEGMENT可随意配置， 方便布线， 从而提高EMC性能。
• 具有频率可调的闪烁功能， MCU 在睡眠模式仍然工作， 从而达到更省电的目
的。
• 内置电荷泵， 产生LCD驱动所需的偏置电压
• 内置可调的稳压电压源， 此稳压电压源可作为LCD的输入电压， 通过内置电
荷泵， 产生LCD驱动所需的偏置电压。 当电池电压降低时, 可保证LCD的对
比度不受影响, 这一点对 水表 设计非常有用。
• LCD的输入电压有多个选择， 可支持3V或5V的LCD屏
LCD驱动模块的内部结构图如下：
LCD 的外部电路非常简单，只需几个电容, 见下图。
如果采用四节干电池供电, 由于6V的电源电压经过LDO产生稳定的3V作为MCU的
电源， 所以LCD的输入电源可选为VLL3=VDD。
LCD驱动模块的初始化如下：
void LCD_init(void)
{
LCDRVC = 0x00;
LCDSUPPLY = 0x85;
LCDC1=0X00;
LCDC0 = 0xA3;
}
如果采用锂电池直接供给MCU, LCD的输入电源可选为来自于MCU内部的稳压电源,
这样的好处是, 对比度不会因为电池电压的降低而受影响。
LCD驱动模块的初始化如下：
void LCD_init(void)
{
LCDRVC = 0x80;
LCDSUPPLY = 0x87;
LCDC1=0X00;
LCDC0 = 0xA3;
}
流量脉冲检测：
目前普遍采用双干簧管进行流量检测，其缺点是没有霍尔传感器稳定。 但霍尔传感器功耗相对要大，成本要高。 随着成本的逐渐减低，将来霍尔传感器有取代双干簧管的趋势。 双干簧管把流量信号转换成脉冲信号， 因此利用I/O口可以很方便地检测流量脉冲信号。 为了降低功耗， 检测电路的电源通过IO口进行控制。 由于气/水表的流量脉冲信号之间的间隔比较长， 因此可以采用定时查询来计数脉冲个数， 也可以接到键盘中断口利用中断方式检测。
下图为接口电路图。其中：PTB7 用做断线检测。 PTC0，PTC1用做流量脉冲的检测。
蜂鸣器电路
蜂鸣器电路如下：
结束语
由于LL16具有超低功耗， 内置LCD驱动及丰富的外围接口， 性价比高等特点， 因此非常适合于在水表 气表 中的设计应用。在本参考设计中, 系统功耗在LCD常亮的状态下, 大约为4.5uA。 在水表气表设计中， 如何降低功耗，是设计中的要点。
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本文关键字：水表 嵌入式系统-技术，单片机-工控设备 - 嵌入式系统-技术
