【正文】 示模塊的背光電源。 電阻 R11和 R12 的比值決定了主輸出電壓值 Vout（對應(yīng)圖中的 Vout1）需滿足下面的公式 ： R11=R12*[Vout/] （ R12的取值范圍 為 10200 千歐姆） 電阻 R14和 R13的比值決定了 LCD對比度輸出的電壓值 VLCD(對應(yīng)圖中的 Vout2)需滿足下面的公式 ： R14=R13*|VLCD|/（ V） （ R14 的取值范圍為 50020xx 千歐姆） 電阻 R8 和 R7的比值決定了系統(tǒng)欠電壓監(jiān)測的門檻電壓值 VTRIP需滿足下面的公式 ： R8=R7*[VTRIP/] (R7≤ 130 千歐姆 ) 當(dāng)電池正常時，電池電壓過低，輸出引腳 LBO 輸出保持高電平；一旦電池電壓低于門檻電壓， LBO 引腳 輸出為低電平。由于單片機采用 Atmel 公司的 AT89C51,將液晶模塊作為存儲器的 一部分，直接進行 I/O 操作。I2C總線是 Philips 公司推出的一種雙向二線制總線。總線中的器件既可以作為主控器也可以作為被控器，既可以 是 發(fā)送器也可以是接收器。 CPU 可以通過指令對各功能模塊進行控制 ， 各種 被控制電路均并聯(lián)在這條總線上， 所以每個電路和模塊都有唯一的地址。這樣，各控制電路雖然掛在同一條總線上 ， 卻彼此獨立，互不相關(guān)。被尋址的器件，稱為從器件。當(dāng)某個器件向總線上發(fā)送信息時，它就是發(fā)送器，而當(dāng)其從主線上接收信息時，又成為接收器。 SDA 和 SCL 都是雙向線路，都通過一個電流源或上拉電阻連接到電源端。 AT24C01 簡介 AT24C01是美國 ATMEL公司的低功耗 CMOS串行 EEPROM， 它內(nèi)含 256 8位存儲空間，具有工作電壓寬（ ～ ）、擦寫次數(shù)多（大于 10 000 次）、寫入速度快（小于 10ms）基于單片機的 IC 卡預(yù)收費水表系統(tǒng)硬件設(shè)計 17 等特點。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達 8 字節(jié)的數(shù)據(jù)。 SDA：串行數(shù)據(jù)。 Wp：硬件寫保護。 Vss：接地。這種電磁閥在開啟時只需在其控制線 AB兩端加一正向脈沖（幅度 DC12V寬度大于 20 ms），水閥一 旦 開啟則會自動保持。 圖 13 電磁閥控制電路圖 脈 沖 電 磁 閥 Vcc+ Vcc A+ B 控制信號（來自 CPU） 基于單片機的 IC 卡預(yù)收費水表系統(tǒng)硬件設(shè)計 19 其 它 模塊 電路 (1) 脈沖提取電路 脈沖提取電路，用于提取 IC卡水表的計量脈沖。使封裝完好時 I/O線相當(dāng)于接地 ，為低電平，一旦封裝被非法打開， I/O線就不與地連接，其電平變?yōu)楦唠娖?，此時 CPU將發(fā)生安全保護中斷，立即關(guān)斷電磁閥中斷供水。 結(jié)束語 本課題是《基于單片機的 IC 卡預(yù)收費水表系統(tǒng)的硬件設(shè)計》是單片機應(yīng)用的一個部分，由二個同學(xué)一起完成，在我們的共同努力下，共同完成了畢業(yè)設(shè)計課題 。我的課題是關(guān)于 IC 卡的，現(xiàn)在 IC 卡的應(yīng)用很普遍。 在設(shè)計的整個過程中讓我學(xué)到了 很多的知識，使我受益匪淺。我的每一點 進步都與牛老師的言傳身教分不開。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，感謝他們四年的辛勤栽培。 最后，感謝所有關(guān)心過我、給予我無私的幫助和啟發(fā)的朋友們，謝謝你們。所以在此，我真誠地感謝我的伙伴，感謝他的幫助，祝大家都找到一個稱心如意的好工作。謹(jǐn)在此，向?qū)熤乱哉\摯的感謝和敬意。 基于單片機的 IC 卡預(yù)收費水表系統(tǒng)硬件設(shè)計 20 參考文獻 [1] 戴佳 ，戴衛(wèi)恒 .51單片機 C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講 .電子工業(yè)出版社 .20xx [2] 王卓人 ，鄧晉鈞 .IC 卡的技術(shù)與應(yīng)用 .電子工業(yè)出版社 .1999 [3] 周航慈 .單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù) .北京航大出版社 .20xx [4] 楊振野 .IC 卡技術(shù)及其應(yīng)用 .科學(xué)出版社 .20xx [5] 趙文博 .單片機語言 C51程序設(shè)計 .電子工來 出版社 .20xx [6] :ACTIVE 3V to Multichannel RS232 Line Drivr/Receiver [7] AT89C51 control H6152 card reader to write Mifare radio frequency nip and connect the systematic host puter through CAN bus to read， CAN bus controller is SJA1000， the transceiver is P82C250. 20xx [8] 徐瑋，沈建良 .單片機快速入門 .北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx [9] 李朝 青 .單片機原理及接口技術(shù) .北京航大出版社 [10] 上海杰捷智能卡制作中心 .Shanghai Jamp。 20xx 年，我國啟動了第二長身份證換發(fā)工作，又為 IC 卡產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的機遇，同時促進了 IC 卡在更廣的社會生活領(lǐng)域內(nèi)普及。硬件電路由 IC 卡讀寫電路、液晶顯示電路、通信接口電路、記憶單元電路、脈沖提取電路、電磁閥控制電路和安全保護電路 7 部分電路組成。 (3) 通信接口電路 通信接口電路，利用 AT89C51的串行通信口，選用 MAX2338芯片形成 485接口電路。也可以利用干式磁傳水表已有的開關(guān)信號輸出，作為計量信號。因為這種電磁閥開啟后不需給電磁閥持續(xù)供電，所以它的功耗非常低，因而特別適合用在 IC卡水表中作為水表開啟送水或欠費停水的執(zhí)行單元。利用單片機 AT89C51 與 24C01 進行 I2C 通信，實現(xiàn)對某一地址內(nèi)數(shù)據(jù)的讀 /寫校驗操作 。 Vcc：電源。 A0～ A2:器件 /頁面尋址。各引腳功能如下： 圖 11 AT24C01 的 引腳 圖 SCL:串行時鐘。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的操作。 I2C總線上數(shù)據(jù)的傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達 100kb/s，在快速模式下可達 400kb/s，在高速模式下可達 。 I2C總線 的控制完全由掛在總線上的主器件送出地址和數(shù)據(jù)決定，在總線上，既沒有中心機也沒有優(yōu)先級。主、從 器件對偶出現(xiàn)，工作在接收還是發(fā)送數(shù)據(jù)方式，由器件的功能和數(shù)據(jù)傳送方向所決定。 基于單片機的 IC 卡預(yù)收費水表系統(tǒng)硬件設(shè)計 16 圖 10 I2C 總線接口電路 I2C 總線的器件分為主器件和從器件。 CPU 發(fā)出的控制信號分為地址碼和控制量（數(shù)據(jù)）兩部分 。在每次數(shù)據(jù)交換開始，作為主控器的器件需要通過總線競爭獲得主控權(quán)，并啟動一次數(shù)據(jù)交換。 I2C 總線包括一條數(shù)據(jù)線（ SDA）和一條時鐘線（ SCL）。 AT89C51 的 P0口直接與液晶模塊的數(shù)據(jù)總線 DB0～ DB7 相連； P2 口的 0、 6 引腳分別和液晶模塊的 /CSB、 /CSA、 E、 R/W、 D/I 相連，在單片機程序執(zhí)行過程中，對它們作相應(yīng)的控制。 在 原理圖 中， Vin 為電源電路的輸入端，連接兩節(jié) 的電池形成便攜式儀表的電源； Vout1 連接 MAX1677 的第 16 引腳，輸出 +5V 的電壓，作為系統(tǒng)的電源電壓； Vout2連接 MAX1677 的 10 引腳，輸出 10V 的電壓，作為液晶顯示模塊的背光電源電壓。 L L2 為 CoilCraft 的 DO1608C103 表貼磁芯電感，電感值為 10Uh。其輸入電壓范圍（ ）較大，可以依據(jù)不同系統(tǒng)提供的安裝電池的空間和所需的不同電池電壓與容量，靈活的選擇電池的種類。所以，使用液晶模塊時，需要設(shè)計專門的液晶電源電路。 在進行液晶顯示模塊的硬件調(diào)試時務(wù)必注意正確的接線，尤其是正負(fù)電源的接線不能有錯，否則會燒壞電路上的芯片。 液晶顯示模塊 GXM12864 的工作原理 圖 如圖 8所示。 設(shè)計中單片機選用 ATMEL 公司的芯片 AT89C51，它可以完全滿足設(shè)計的功能要求 。 RS232C 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)中，對于發(fā)送端，規(guī)定－ 5V～－ 15V 表示邏輯“ 1”（ MARK 信號） ， 用＋ 5V～＋ 15V 表示邏輯“ 0”（ SPACE 信號），內(nèi)阻為幾百歐姆，可以帶2500pF 的電容負(fù)載。 RS232C 是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（ DCE）之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，是在微機接口應(yīng)用中 常用的一種串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)，全稱為 EIARS232C 標(biāo)準(zhǔn)（ Electoronic Industrial Associate Remended Standard232C）。 圖 7中的 U3為 H6152的對外接口， 17腳對應(yīng) H6152板上的 J3的 17針 ， 811腳對應(yīng) H6152板上的 J4的 14針。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，則 XTAL1不接。 圖 4 硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖 硬件電路由單片機模塊、串口電平轉(zhuǎn)換模塊和 H6152 讀寫模塊 3部分電路組成，其工作原理分別如圖 圖 圖 7所 示 。 （ 8） 工作溫度： 40～ +85℃ . （ 9） 最大讀寫距離： 50mm。 11 10 H20xx14x 20 ○ 1 ○ ○○○○○○ J3 1 7 ○ ○ ○ ○ J4 1 4 基于單片機的 IC 卡預(yù)收費水表系統(tǒng)硬件設(shè)計 9 （ 4） 天線輸出阻抗： 50K 歐姆。H6152 需外界 +5V 電源供電。 （ 3） 引腳 3：供電 LED 指示的正端。 H6152讀寫模塊 圖 3 H6152基本結(jié)構(gòu)示意圖 H6152的基本結(jié)構(gòu)如圖 3所示。 RAM中的數(shù)據(jù)在卡片失掉電源后（卡片離開讀寫器天線的有效工作范圍內(nèi)）將被清除。是卡片中內(nèi)建的中央微處理機（ MCU)單元。 認(rèn)證及存取控制模塊 在確認(rèn)了上述的三個步驟，確認(rèn)已經(jīng)選擇了一張卡片時，程序員對卡片進行讀寫操作之前，必須對卡上已經(jīng)設(shè)置的密碼進行認(rèn)證，如果匹配，則允許進一步的 Read/Write操作。以使卡片真正地被選中。 Anticollision模塊（防重疊功能）啟動工作時，卡片讀寫器將得到卡片的序列號