【正文】 移到表內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器中，并將卡內(nèi)的數(shù)據(jù)應用區(qū)全部刷成0。此時，就可將IC卡從表中拔出，用戶可在適當?shù)臅r候提前持卡到發(fā)行處付費，進行儲備，以保證不間斷供水。而且IC卡不需長期插在水表中，有利于延長卡的使用壽命[8]。綜述，該IC卡智能水表系統(tǒng)具有防拆裝、可存儲信息、防復制和耗能少的低成本IC卡。在本文中選用的Mifare 1 S50卡，它接口電路圖如圖33所示：圖33 IC卡接口電路在智能水表中，閥門是一個重要的部件，閥門作用是控制水的開關，一般家用閥門采用的是人工動手進行關閉和開啟，而本設計采用的是電磁式開關，通過電壓去控制閥門的開啟或關閉，因此必須考慮到耗能的問題，耗電越大成本越大，所以在挑選時需格外的注意。由于IC卡智能水表的特性，要求長時間的穩(wěn)定工作，所以閥門選擇要盡量的低耗電。在選用閥門時不僅要考慮閥門本身的成本、性能和功能，還要考慮水質(zhì)的問題。綜合后，在設計中采用電磁閥為水表的控制閥門。電路圖如圖34所示圖34 閥門控制電路掉電檢測電路是用來防止沒有電源供電時立即存儲數(shù)據(jù)的功能。ADC0809是一款8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，該芯片的優(yōu)點是轉(zhuǎn)化速度快，精確度足夠，控制簡單特別是外圍器件很少，便于電路的設計，而且它一共有8路AD轉(zhuǎn)換器。原理圖如圖35所示圖35 電壓檢測電路在控制系統(tǒng)中，當使用的水量超過設定的值時，或者電壓不足的情況下時，發(fā)出報警信號，如圖36所示。圖36 報警電路水表系統(tǒng)采集用戶用水量的辦法就是通過水流量傳感器采集水量的，水流量傳感器基本構造是轉(zhuǎn)子和霍爾傳感器。將它裝置在進水的端口，檢測進水的速度，水流過水流轉(zhuǎn)子，水流量驅(qū)動磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，水的流速變化驅(qū)動磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動跟著變化，霍爾傳感器輸出脈沖信號，根據(jù)脈沖的數(shù)量判斷水量的數(shù)據(jù)。如圖37所示圖37 水流量傳感器接口圖 12864液晶模塊本設計采用12864作為數(shù)據(jù)的顯示，顧名思義12864液晶的意思是有128*64個點，其中還分為帶中文字庫和不帶字庫。該款芯片同時兼容了4 位/8 位并行傳輸和2 線或3 線串行傳輸。模塊接口如圖38所示。圖38 12864液晶接口圖第四章 軟件設計本文在進行IC卡刷水系統(tǒng)的軟件設計時，結合它所具備的功能，首先考慮了以下幾個問題：程序主要任務：每個程序都有其設計的目的，只有在滿足了主要任務的前提下，才有后續(xù)的設計，因此每個程序都有它具體的應用場合。程序有序性：單片機執(zhí)行程序時都是往下執(zhí)行的，因此在設計程序時，有主意每個語句的位置，每個函數(shù)的位置也必須注意。程序易讀性：所謂易讀性，就是編寫出來的程序不僅只有自己能讀懂，另外一個人看時也要很容易的就看明白，這樣有便于其他人了解程序[15]。此外，在編寫程序時，要注意一些問題，如下：要習慣給重要的函數(shù)或者語句寫上注釋；規(guī)范代碼排列； 主程序流程圖主程序主要內(nèi)容是完成對IC卡進行初始化，初始化中斷，初始化12864液晶等，其流程圖如圖41所示。開始外部中斷初始化IC卡和顯示屏初始化顯示開機畫面和主菜單畫面等待外部中斷觸發(fā)圖 41 主程序流程圖 IC卡的讀流程圖在使用IC卡時，先要對IC卡進行初始化，初始化主要有四個步驟：尋卡→防沖突→選卡→讀/寫卡。如圖42所示開始尋卡？防沖突選卡讀/寫卡圖 42 IC卡讀流程圖IC卡讀/寫過程中，先發(fā)尋卡命令0x52，接收IC卡的類型代碼，這時可以顯示卡號了，然后再把卡片的類型代碼發(fā)給IC卡，等待防沖突和選卡是否成功？如果成功，則可以讀取IC卡了。IC卡原理：首先讀卡器通過線圈發(fā)出激勵信號，該激勵信號是一段具有一定頻率的波形，當讀卡器感應到IC卡后，在同頻的電磁波的共振下，根據(jù)共振的頻率得出IC卡的ID，根據(jù)ID就是可以調(diào)出用戶數(shù)據(jù)[14]。 12864顯示流程圖開始選擇基本指令集開顯示清除顯示圖：43 12864初始化流程圖顯示在本設計起到人機交換的效果，我們可以從顯示出來的信息，就可以很容易知道程序正在執(zhí)行的操作。 紅外遙控流程圖 紅外遙控器在本設計中，是用來選擇執(zhí)行相應的功能，比較重要的一點，也是一個難點。紅外初始化流程圖如圖44所示開始等待IRIN低信號延時9MSIRIN信號變高收集四組數(shù)據(jù)接收時間是否正確紅外編碼處理NYNYNY圖：44 遙控器初始化流程圖 刷水流程圖刷水是本系統(tǒng)一個重點，涉及到水流量傳感器、IC卡、閥門等的應用。等待按鍵按下EQ鍵時，這時程序就跳到刷水系統(tǒng)了?？梢栽诶锩嬖O計水的單價，IC卡放上去后是否開閥門都是有遙控器控制的，開閥門后，單片機用外部中斷1來檢測是否有電平變化來檢測脈沖。最后顯示用了多少水和水費是多少。它的流程圖如圖45所示開始設置單價開閥門計算脈沖顯示用水信息圖45 刷水流程圖完成到這里IC卡刷水系統(tǒng)就算基本完成了，當然還有很多功能沒有完善。第五章 系統(tǒng)測試與分析 設計特點DXP用于進行電子產(chǎn)品的電路板設計，完成整個電子產(chǎn)品設計過程中物理結構的設計。DXP用戶提供了一個完整的電路板設計環(huán)境，方便高效。不僅既可以用它進行單純的手工設計，而且可以許多電氣原理設計軟件包構成集成化的、全自動的、從構思到產(chǎn)品的設計。設計特點：與電氣原理設計系統(tǒng)的動態(tài)連接良好的開放性強大的設計自動化功能強大而又靈活的編輯功能面向生產(chǎn)工藝的設計功能完備的輸出系統(tǒng)因為IC卡職能刷水系統(tǒng)是一個龐大復雜的系統(tǒng)，所用的元器件各種各樣、類型較多。所以對原理圖進行分類。原理圖分為五大模塊：(1) IC卡電路；(2) 最小系統(tǒng)；(3) 控制閥門模塊；(4)顯示模塊；(5) 遙控器接收模塊；(6)掉電檢測電路；繪制原理圖時注意以下幾點：為了便于觀察原理圖，簡化原理圖，對于沒有使用的引腳不需要畫出，把多余的引腳進行隱藏。這樣使原理圖界面更加簡潔清晰，還可節(jié)省空間，(未用引腳可以在圖紙空白處標注)。為了便于繪制版圖，原理圖中芯片管腳進行了合理的排放，沒有按部就班按照元器件的引腳一一對應排列。根據(jù)原理圖到處PCB圖。PCB圖的布置是相對繁瑣的工作。相比于繪制原理圖，繪制PCB時不能隨意而畫，繪制PCB講究元件的放置規(guī)則，如一般的輸入接口要盡量的放置在外邊，對于強電和弱電要進行電路的隔離，所有的按鍵不允許放在元器件密集的地方，要放置在便于手指按下的地方。因此，繪制PCB圖時，必須嚴格按照元器件的外形尺寸進行排放繪制。畫PCB圖之前，根據(jù)原理圖中元器件的外形封裝添加相符合的封裝，如果軟件沒自帶有相對應的封裝那就先建立封裝庫、建立新元器件。如果沒有元器件的封裝資料，而只有實物，那必須自行選擇測量工具，用于測量芯片的引腳的間距和尺寸、長短等各種參數(shù)。如果已經(jīng)有文檔介紹元器件的封裝參數(shù)，則根據(jù)文檔介紹自行繪制封裝。智能IC卡水表實現(xiàn)的功能：可以充值、扣款，查詢卡的信息。具有自動報警功能，比如電源不足時，蜂鳴器發(fā)出聲音提醒。具有自主保護功能如果水表被拆卸，或遭到破壞，水表自動保護系統(tǒng)將啟動自動關閉閥門。斷電保護功能，由于STC12C5A50S2有EEPROM，可以進行掉電保護 模塊的調(diào)試硬件設計完成后,接下來工作就是程序的編寫與調(diào)試。在程序編寫過程中，為了規(guī)范程序的書寫，而且考慮到本設計的模塊比較多，并且不方便錯誤的檢查，這樣不僅大大的美化了界面，更加方便了觀察，容易讓人理解。實現(xiàn)的功能展示如下圖所示1 進入主菜單界面圖51：主菜單的界面2 實現(xiàn)讀取IC卡的信息圖52：IC卡的信息3 對IC卡進行充值圖53：充值4 對IC卡進行扣款圖54：扣款5 IC卡刷水圖55：刷水第六章 結束語經(jīng)過這幾個月努力，在同學的熱心幫助和老師的耐心指導下，如期的完成了設計任務。經(jīng)過此次作品設計，不僅讓我了解了自己在大學期間所學的知識，還讓我更加了解了自己的缺陷，也為我今后的學習制定了方向。在作品的設計制作過程中讓我了解到了IC卡讀寫、紅外遙控器、STC12C5A60S2等知識。通過自己親自動手去實踐，明白了有些知識和理論是有些差距的，增加了自己的經(jīng)驗，培養(yǎng)了動手能力。參考文獻[1] [M].北京:高等教育出版社，2006:436450.[2] 譚浩強 .C程序設計[M].北京:清華大學出版社,2005:1390.[3] [M].北京:北京航空航天大學出版社,2013:15.[4] 郝桂青,[J]. :38.[5] 余勇兵,[J]. :14.[6] [J]. :58[7] 邵行菊, 童孝波,[J]. .[8] 李躍輝. 射頻卡收費終端原理與開發(fā)設計[J]. :7176.[9] [J]. :1530.[10] 郭蘭蘭 影響水流量標準裝置性能的關鍵問題研究[D]. :13138.[11] 李娜。 [J]. :1836.[12] 馬穎 基于AT89C51的IC卡智能水表設計[J]. :1118.[13] V. 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