基于单片机的水表智能系统设计.docx

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基于单片机的水表智能系统设计

前言

长期以来，我国城镇居民所使用的水表普遍是普通机械旋翼湿式水表，这种水表价格低廉，性能比较稳定，但是还采用人工抄表、按户收费的模式。

此方式存在着工作量大，收费周期长，收费困难，效率低下等缺点。

随着我国信息产业的飞速发展，金卡工程的全面实施，实现自来水收费管理的电子化、信息化及网络化已成为可能。

水表系统的智能化可以大大提高供水管理部门的工作效率、节约费用，用以改善供水设施，提高居民饮水质量；同事还能为加强自来水使用的监督管理提供手段，从而在技术上为节约用水合理用水创造条件。

随着为电子技术的不断发展，集成了处理器、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片——单片机出现了。

智能水表是一种以单片机为主体，结合计算机技术与测量控制技术，利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

智能水表除了可对水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量进行自动控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。

出于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门抄表收费到用户自己去营业所交费的转变。

IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可以利用银行进行结算的特点。

智能水表是一种可对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

1水表的发展

1.1传统水表

传统水表的发展经历了漫长年代，它涉及社会生活的各个方面。

它对改善人类生活、促进社会发展和科技进步起到了无法估量的作用。

直到现在在很多领域还能继续发挥作用。

1.1.1传统水表的主要结构

传统水表主要结构由硬件构成，以相对固定形式确定下来，所实现的功能较单一。

只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能，用户在使用过程中无法对其功能进行改变。

它一般具有输入信号接口、内部处理电路和实时显示三部分。

对于一些仪表功能如自凋零、自校准、自动调节量程等的设置是由用户在仪表设备面板上手工完成。

1.1.2传统水表的主要特点

传统水表的主要特点是自成体系，自我包容，用户无法更改。

传统水表功能单一，只具流量采集和机械指针显示用水量的功能。

同时，一台普通传统水表具有相对独立性，不能与其他水表设备进行通信，而只能用于现场测量，测量结果不能处理、存储、显示，局限性很大。

另外，传统水表无法升级换代，而且开发周期长、经费投入大。

随着科技水平不断发展，人们对传统水表提出以下几方面的要求：

测量精度高、功能强、可靠性好，测量全能自动化、智能化，小型化、使用灵活方便、升级方便，同时还能进行测量数据的处理、存储和显示，具有和其他设备进行数据通讯等功能。

这些新的要求不仅促使着传统水表不断地改进和发展，也孕育着新一代水表————智能水表的产生。

1.2智能水表

随着为电子技术的不断发展，集成了处理器、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片——单片机出现了。

智能水表是一种以单片机为主体，结合计算机技术与测量控制技术，利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

智能水表除了可对水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量进行自动控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。

出于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门抄表收费到用户自己去营业所交费的转变。

IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可以利用银行进行结算的特点。

1.2.1图例及介绍

IC射频卡卡式水表

智能水表系统实物图

用途：

用于供水方对流经自来水管道饮用水的用户进行先付费再用水，它的应用将彻底改变传统的自来水抄表收费计量方式。

特点：

1、预付费功能，先付费，后使用

2、阶梯水价，一卡多表

3、机械读表与电子读数的双重现实功能

4、独特的电池保护功能

5、性能稳定，适用范围广

6、功耗低，使用时间长

使用原理：

射频卡水表是一种以无线方式传送数据的集成电路卡片（射频卡）为载体的预付费水表。

用户将水费交给管理部门，管理部门将购水量写入射频卡中，用户将射频卡中信息输入水表后，水表将自动开阀供水，在用户用水过程中，水表中的MCU自动核减剩余量，所购水量用尽后，水表将自动关阀断水，用户需重新购水后才能再次开阀供水。

使用条件：

水温≤40℃（热水表≤90℃）水压≤1MPa

最大允许误差：

在从包括最小流量（Q1）在内到不包括分界流量（Q2）的低区中的最大允许误差为±5%，在包括分界流量（Q2）在内到包括过载流量（Q4）的高区中的最大允许误差为±2%

1.2.2与传统水表相比，智能水表有以下特点：

1．对供水部门来说，可以实现先交费再供水的用水模式。

这是大家都普遍认可的一个优点。

这对解决水费托拖欠这个过去难以解决的问题会有帮助。

供水部门推行IC卡水表的经验表明，人们普遍接受这一模式，供水部门不仅解决了拖欠交费的老大难问题，还可以提前收到资金。

对用户来说，由于水费的支出在总支出中占得比重很小，这种改变，对用户来说，只是把水费的交付时间提前了一段时间，所以，用户并不敏感。

但对供水部门来说，这种变化则是不能小看的。

随着水资源的紧张和水的商品属性逐步被社会认可，水的交易将会逐渐采用一般商品的交易模式，显然，先交费后用水，是更合理的一种交易模式。

2．改变了入户抄表收费的模式。

这种模式改变的意义是巨大的。

由于城市规模不断扩大和居民户数快速增加，供水部门抄表和收费的工作量将不断加大。

沿用传统的上门抄表模式，将很难适应这种变化。

而现在由于各种原因的影响，人工入户抄表的效率已经在逐渐下降并且是这种模式的成本不断增加。

解决这个问题，可以采用多种途径，但依靠技术进步来解决这个问题，应当是更值得提倡的方式。

显然，采用智能IC卡水表及其管理系统，将可以从根本上改变由供水部门派人去千家万户抄表收费的模式。

只要供水部门合理设置交费机构，基本上不会给用户带来麻烦。

如果得到金融系统的配合，还可以减少布点的成本。

因此大规模采用智能IC卡水表技术对降低供水部门的管理成本是会有显著帮助的。

而使用IC卡进行交易结算，用户可以自主决定交费时间和数量，增大了用户的自主性。

特别是随着人们家庭安全意识和隐私意识的增强，入户抄表和上面收费等随意进入私人住户的做法将逐渐不受欢迎甚至受到抵制，这是一个必须给予重视的社会发展趋势。

而使用智能IC卡进行交易结算，将可以有效解决这个会带来很多社会隐患的问题。

3．可以有效解决一些技术难题。

比如,随着水资源的紧张，将会逐步实行超计划水价甚至阶梯式水价等较为复杂的用水管理模式。

这些，将对供水交易提出较高的技术要求。

采用普遍水表和人工抄表的模式，是难以解决这些技术问题的，而采用智能IC卡水表，将很容易解决这些问题。

4．随着科学技术的发展，供水行业也需要逐步实现用高科技手段进行供水管理。

采用传统水表，这个跨越式很难完成的，而采用智能IC卡水表，将为运用计算机技术进行现代化管理奠定一个技术基础。

5．当然，使用智能IC卡水表还有其他优点，比如可以有效解决尽量扯皮、用水纠纷，贪污水费、人情用水、用水统计困难等问题。

6．与远传抄表系统相比，智能IC卡水表具有使用和维护成本很低，没有布线h逐渐被社会所接受并成为一种基本配置。

1.3国内外智能水表的发展现状及发展趋势

目前，国内企业与研究机构主要致力于智能网络远传水表的智能卡式水表系统方面的研究开发，如宁波水表厂、上海自来水公司水表厂等都在相继开发远传水表，由于智能网络远传水表系统需要配套远传通信网络支持，其初期投资大，因此只适用于在一些新建住宅小区组成相对独立的小网，所以目前尚未大量投入市场；而后者采用先付费后用水的管理模式，在当前收费困难、人工抄表效率低下的情况下，更能获得供水管理部门的青睐。

1.智能网络远传水表系统

就目前来讲，智能网络远传水表又可分为分线制集中抄表方式和总线制智能抄表方式。

（1）分线制集中抄表方式

各种分线制集中抄表方式的基本原理大致相同，即由采集器定时顺序采集来自多路分户线的水表信号，并进行数据处理、存储。

各采集器之间采用总线制连接，最后连接到计算机。

其典型特点是各户表通过分户线连接至采集器。

分线制集中抄表模式单纯从技术上讲较成熟，也节约成本（多户表共享一个采集器），但从实际情况看，分线制集中抄表模式存在如下缺点：

1）由于每次水表的计量信号是通过分户线穿越较长距离到达采集器，中途任何一个环节出现疏漏都将使采集器采集不到数据，而且铺设分户线不仅使安装任务繁重，也存在许多隐患：

短线、断线等。

错综复杂的线路更使得维护工作困难重重。

2）采集器均安装于现场，需专业人员调试系统并定期巡视维护，专业队伍日益“壮大”，维护费用也相应剧增。

3）分线制集中抄表模式的风险不仅仅是各表风险的简单累加。

如果采集器掉电或出现其他严重故障则会使该采集器上的所有户表数据丢失，集中抄表的风险无法有效分散，与测控系统强调的集中管理、分散控制的分布式设计思想相违背。

（2）总线制智能抄表方式

总线制智能水表由于采集、计数工作单元均安装在智能水表内并密封，本表的数据采集、处理、存贮等基础工作全由智能水表本身完成，手抄器或电脑不参与底层数据采集，仅进行通讯联系，消除了外界因素对计量的影响。

另外因智能水表引出的总线通、断不影响单表数据采集和保存（仅影响本表数据的读出），也不影响其它水表数据的读出，即使本次读数时该表总线出现故障，只需重新挂接好总线，无需重新置数，水表的真实读数仍可继续读出，其安全性、稳定性是比较可靠的。

但由于单表内设置单片机和后备电源，成本较高，推广普及较慢。

由于各表输出的总线只需挂接，可以减少分线制抄表方式大量烦琐的布线、系统调试任务以及后期使用过程中线路、系统维护等繁重劳动强度，也方便高层次设计如网络结构的设计、与其他系统（如安防、照明、空调、消防）共享开放式网络的设计，进而为用户提供完善、综合的配套服务。

2.智能卡式水表系统

智能卡水表是在当今智能卡技术与市场迅猛发展、单个智能卡及刷卡机性能价格比日益提高的特定时期应运而生的。

主要有智能卡式水表、智能卡、读卡器、收费管理信息系统等组成。

用户须在供水部门指定售卡点预购水后刷卡方能使用。

它具有限量用水、解决用水收费纠纷的功能，这是其它抄表方式及普通水表上门抄表方式所不能比拟的，并且智能卡水表如同普通水表，无需铺设管线及线路维护，安装方便、维护简单；另外，智能卡水表自带数据采集模块、电源部分、电磁阀（电动阀）控制，由智能卡读入预购水量等信息，使用简单，动作可靠；并且它的前期投资费用低，因此正日益受到供水管理部门的青睐

当前国内外水表的技术、工艺都在不断更新，逐步向下面几个方面发展：

（1）远传户外抄读和计算机物业管理相结合。

远传水表、集中抄读系统和二次仪表相配套的水表有广阔的发展前景。

（2）ＩＣ卡、ＴＭ卡（智能卡式）水表和代码式水表将成为主流产品。

这类水表适用于“先付费后用水”条件下的管理系统。

我国当前水费收费难，不少地区和城市水费欠账的现象很多，如天津市一年可达1000万元。

为了改变这个局面，自来水公司都欢迎采用这种结构的水表，所以国内有数十家企业在试制这种水表。

（3）特种水表的发展，如热量表（或热能表）、污水表、特大流量计量水表（1米以上）的使用也是当今国内外水表的发展趋势。

热量表是热水表的升级，用热量表计量替代热水表计量更为科学、合理。

现在工业发达国家已批量生产，而大多数国家尚在研制中。

国内外智能建筑的智能化正在逐步提升，采用IC卡智能水表后，可以改变自来水收费及管理的现状，达到下列管理目标：

（1）智能水表代替传统水表，用IC卡实现预付费，实现“先付费后用水”、持卡结算的理想管理模式，从根本上杜绝欠缴、迟缴、漏缴水费的现象，使自来水公司应收费用及时到位。

（2）建立自来水公司计算机信息管理网络系统，实现对自来水供应、自来水用户及自来水公司员工的科学化管理；建立完善的财务核算管理，使自来水公司的日常工作和管理流程化、自动化、科学化，提高自来水公司的服务质量和竞争力。

（3）减轻工作人员的劳动强度，消灭（减少）现金交易，减少人为差错和杜绝贪污案件的发生。

（4）提供方便的统计查询功能，便于全面、及时地了解情况，为决策提供依据。

IC卡水表系统是由IC卡水表、通用IC卡及计算机收费管理网络组成，起核心是IC卡水表。

2智能水表总体设计

2.1智能水表的功能

作为供水计量、自动计费的IC卡智能水表应该具有以下功能：

1.根据所购水量，自动执行供、停水当用户将购得的水卡（IC卡）插入水表时，表内系统在确认该卡有效后，自动打开阀门，进行正常供水。

一旦用水量达到所购买水量，水表将自动关闭阀门，切断供水。

2.具有自动报警功能为方便于用户及时购买水卡，当用水量剩下最后一定量时，水表开始通过指示灯闪烁等方式发出报警信号，提醒用户应该及时购买水。

3.可随时累计用水量、本月用水量和可用水量，通过水表显示器显示为了方便于用户及时掌握用水情况，用户可以通过水表的液晶显示屏，查看累计用水量、本月用水量以及可用水量（水卡内还剩余水量）。

4.采用动态加密算法，保证卡上数据安全性对IC卡及卡表内信息进行加密，作到一卡一表，使系统不易被仿制和非法使用。

5.有自动保护功能当水表擅自拆卸时，表内自动保护系统将自动关闭阀门，停止供水并记录拆卸时间，以供查备。

6.可对购水量进行累计当用户插入购买水后的IC卡时，水表将自动把水表结余水量与本次购买水量进行累计。

7.断电保护功能IC卡水表采用电池供电，水表的水量等重要信息参数均存储在EEPROM芯片里，其数据可保存多年以上，因此具有掉电保护功能，维护用户和自来水公司的利益。

2.2智能水表方案设计

本水表电路的硬件设计原则是在低功耗的前提下，实现多功能，组成框图如图2.1所示。

系统硬件电路由IC卡读写电路、液晶显示控制电路、电磁阀控制电路、脉冲提取电路、安全保护电路、记忆单元电路、通信接口电路组成，以AT89C51为核心控制芯片，完成整个水表信号的读、写处理，监控水表工作的功能。

该CPU芯片内置4K的程序存储器，有32个多功能的I/O口，具有多个可编程的中断I/O口和数据串行通信口。

并且，该芯片功耗低，特别适用于水表控制线路多、功能全、功耗低的要求。

它能方便地读取IC卡的数据，并控制电磁阀和液晶显示器的工作，同时还可以将水表的数据存入E2ROM进行永久保存并可通过串口送至表外的数据终端，大大地提高了该水表的智能化的功能。

本水表采用电池供电。

图2-1IC卡智能水表原理框图

1.微处理器采用AT89C51AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。

详细介绍见本章第二节。

本系统设计中单片机时钟电路采用晶振12MHz，复位采用按键电平复位电路。

2.水表的供电电源电路为确保水表系统在意外断电时不使数据丢失，因此供电系统采用交/直流电源，平时水表由交流电通过表内的小型变压器输出供电，而备用电池处于充电状态，一旦停电，水表就由内部备用电池供电。

3.电磁阀门对水表而言，阀门是被控对象，控制着进水的开/关状态。

目前可控的阀门主要是电磁阀，但常规的电磁阀是靠电的通/断来控制阀门的开/关的，即要让阀门一直开着，就必须一直通电，因此耗电较大，不符合本水表低功耗的要求。

因此，必须对现有的电平开关式电磁阀进行改进，采用双稳态电磁阀，即阀门开/关由电脉冲来实现。

使得对阀门开/关只需瞬时供电从而减少耗电量。

4.流量传感器流量传感器是水表中的传感器部分，是实现正确计量的基础。

考虑到现有的模拟式水表中，旋翼式水表结构简单，测量范围宽，灵敏度高，外形尺寸小，精确度已被广大用户所接受；因此本水表的流量传感器还是基于模拟水表的旋翼式结构，而通过在叶轮上安装磁钢与微型干簧管等机构，将叶轮的旋转转换成电信号，以实现频率脉冲计数，进而实现水流量的计量。

其耗电小，并保持了原有的结构简单、精确度高的优点。

5.IC卡读/写器IC卡读/写器是IC卡水表的输入接口。

当IC卡插入读/写器时，首先读入的是卡中的密码，以判断此IC卡的合法性；水表在判断了卡的合法性后，读入所购水量并和水表内剩余水量累加，同时将卡上购水量单元清零；回写水表上用水量、剩余水量等信息，以便下次购水时自来水公司读取，实现水表信息的回馈功能。

6.显示器液晶显示器作为水表的输出接口，显示剩余水量、电池状态及开关状态等信息。

它们的有效工作时间都比较短。

用户看完后，没有必要让它一直显示；为此，可利用水表上的防水盖提供信号。

即当盖子打开时，使它们进入工作状态；而当盖子盖上时，是它们停止工作，从而达到节电的目的

2.3智能水表的低功耗、可靠性与抗干扰性设计

2.3.1系统的低功耗设计

本IC卡水表作为家庭用表，采用了交/直流两种供电方式，但在以下两种情况下，必须采用直流供电：

（1）在停电的情况下；

（2）某些场合无法采用交流供电的情况下。

水表的直流供电必须采用电池或内置电池，而电池的容量又非常有限，因此水表的功耗问题设计也是尤为重要。

1.选择低功耗微处理器AT89C51单片机是目前简单易用且低功耗特性好的兼容51语言的中小型单片机，其具有两种低功耗模式，即空闲和掉电模式。

在空闲模式下，振荡器继续运行，时钟信号继续提供给中断逻辑、串行口、定时器，程序停止执行；掉电模式下，保留寄存器和RAM的内容，冻结振荡器，终止芯片的其它功能。

并且这两种省电模式的切换方式非常简单，只要在单片机的PCON寄存器的IDL位置位即可进入空闲模式，同样对PD位置位进入掉电模式。

在本系统中，单片机通常工作在具有更低功耗的掉电模式下，此时芯片功耗仅和芯片供电电源有关。

2.选择低功耗电动阀阀门是IC卡智能水表的重要器件，本系统中采用的是电动球阀，它对工作电压要求不高，在3V电压下也能正常工作，而且工作时电流仅50mA，可以直接驱动。

正常供水情况下，电动阀处于常开状态，驱动机构不消耗电能；当购买的水量用完时，电磁阀关闭并自锁于常闭状态。

3.选择低功耗器件要降低系统功耗，其他的器件也必须为低功耗型，如选用COMS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor互补金属氧化物半导体）器件，CMOS器件，它最大的优点是微功耗（静态功耗几乎为零），其次是输出逻辑电平范围大，因而抗干扰能力强，同时它的工作温度范围也很宽。

器件参数的选用也注意低功耗。

包括：

（1）采用低压差的电源稳压芯片；

（2）采用液晶显示相关信息，平时处于关闭状态。

设置相应的控制按钮，控制按钮由防水盖控制。

用户需要查询时，打开防水盖，按钮闭合，接通液晶电源显示所需信息；

（3）软件设计时尽量使单片机处在低功耗的掉电模式下，并配合外部电路降低系统功耗。

充分利用单片机的中断功能，来减少CPU的运行时间。

单片机通常处于掉电模式下，当有水流计量中断、插卡中断、磁干扰输入中断、报警中断或欠压中断输入时，才唤醒，执行相应的中断程序。

2.3.2系统的可靠性设计

为了提高本设计系统的可靠性，减少系统运行中的故障和寿命期内的失效率，在本课题的相关模块设计中，主要着重考虑了以下几点：

（1）在满足性能设计要求的基础上，尽可能简化硬件电路，选用标准化器件。

在选择功率器件时采用较高的安全系数，进行软件优化和固化，从而提高各模块部件的互换性、可靠性和可修复性。

比如在本控制系统中，在选择电动阀门控制电路器件时，考虑到在阀门启动瞬间，电流比较大，有可能损坏器件，因此，选择了功率比较大的三极管。

（2）对IC卡信息的加密和解密设计。

在本智能水表系统中采用普通的24C01系列的IC卡，因此，对IC卡信息的加密和解密是决定IC卡安全可靠的关键，在设计中占有重要地位，具体办法是：

用户卡在每次购买水时，均由上位机根据剩余水量等信息随机生成3B的密码因子存入IC卡，依次对IC卡进行动态加密；卡表内的加密和解密程序读取IC卡信息后，进行逆向处理，达到解密的目的，然后对数据进行相应处理。

采用这种方法后，可有效防止IC卡的非法复制与数据非法修改，保证IC卡的安全性。

2.3.3系统的抗干扰性设计

抗干扰设计，其实是系统可靠性设计中的一部分，是从系统偶然出错的角度进行分析。

在一般的控制系统中，干扰窜入的渠道有三种：

空间干扰（场干扰），通过电磁波窜入系统；过程通道干扰，干扰通过与主机相连的前向通道、后向通道以及与主机相连的相互通道进入；电源干扰。

下面就本系统中所采取的抗干扰措施作简要介绍：

（1）由于本系统中的基表计数机构与测量机构经磁耦合传动，采用干簧管水量计量发讯。

为防止用户采用电磁干扰来进行偷水、窃水活动，另外增加了一个防人为电磁干扰的措施，即和计量发讯干簧管并排再放置一干簧管，但它的触动开关值比发讯干簧管稍高，因此，当用户用电磁进行干扰时，只要磁力高过一定限值，防电磁干扰的干簧管闭合，单片机检测到此信号即可进行相应操作，有效防止人为的电磁干扰现象。

（2）电源在向系统提供能源的同时，也将其噪声加到所供电系统的电源上。

电路中微控制器的复位线，中断线，以及其它一些控制线最容易受外界噪声的干扰。

即使是电池供电的系统，电池本身也有高频噪声，干扰系统的运行。

因此消除电源干扰是保证系统可靠运行的重要一步。

在此，主要是在电路板的电源和地之间并接去耦电容，即10μF的电解电容和一个0.1μF的电容，来消除电源干扰。

在要求电源质量不是很高的智能水表系统中，取得了比较好的效果。

（3）电路板是电路系统中器件、信号线、电源线的高度集合体，电路板设计的好坏对抗干扰能力影响很大，所以印刷电路板设计决不仅仅是器件、线路的简单布局安排，还必须符合抗干扰的设计原则。

通常有下述的抗干扰措施。

1）去耦电容的配置

在电路板的各个关键部位配置去耦电容是电路板设计的常规做法，在此采用如下几种方法：

a、电源输入端跨接10μF的电解电容器和一个0.1μF的陶瓷电容器；b、为每个集成电路芯片都安置一个0.01μF的陶瓷电容器。

这种器件的高频阻抗特别小，在500kHz－20MHz范围内阻抗小于1欧姆，而且漏电流很小；c、电容引线尽量短，特别是高频旁路电容不用引线。

2）电源线和地线布置

根据电流的大小，加粗相关导线，并使电源线和地线的走向和数据的传递方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

接地线尽量加粗，如果地线比较窄，接地电位则随着电流的变化而变化，致使微控制器的定时信号电平不稳，抗干扰性能变坏。

因此，尽量将地线加粗，使它能通过三倍于电路板上的允许电流。

3智能水表的系统硬件设计

3.1AT89C51单片机简介

3.1.189C51单片机的基本组成

在一小块芯片上，集成了一个微型计算机的各个组成部分，即89C51单片机芯片内包括：

（1）一个8位的微处理器（CPU）。

（2）片内256字节数据存储器RAM/SFR，用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等。

（3）片内4KB程序存储器FlashROM，用以存放程序、一些原始数据和表格。

（4）4个8位并行I/O端口P0-P3,每个端口既可以用作输入，也可以用作输出。

（5）两个16位的定时器/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式。

（6）具有5个中断源、两个中断优先级的中断控制系统。

（7）一个全双工UART的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通信。

（8）片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。

（9）具有节电工作方式，即休闲方式和掉电方式。

以