【正文】 CSB 分別與單片機 P2 口的 0 腳相連，使能線與 相連。對于接收端，電壓低于－ 3V 表示邏輯“ 1”，高于＋ 3V 表示邏輯“ 0”。 MAX3232 將單片機的TTL 電平轉(zhuǎn)為 RS232，然后與 H6152 的 RS232 接口直接相連。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷均可采用。 （ 7）電流供應： 80mA。它集成了 PCB 板載天線電路和 RS232/422 接口的集成讀寫模塊，還提供了 RS232/422 接口與 TTL 接口的轉(zhuǎn)換電路。 Mifare 1卡片中的這一單元容量為 8196bit（ 1Kbyte），分為 16個扇區(qū)， 64個塊。如果某些數(shù)據(jù)需要存儲到 EEPROM，則由控制及算術運算單元取出送到 EEPROM存儲器中；如果某些數(shù)據(jù)需要傳送給讀寫器，則由控制及算術運算單元取出，經(jīng)過 RF射頻接口電路的處理，通過卡片上的天線傳 送給卡片讀寫器。整個卡片可以設計成“一卡通”形式來應用。 Select Application 模塊：主要用于卡片的選擇 當卡片與讀寫器完成了上述的二個步驟，程序員控制的讀寫器要想對卡片進行讀寫操作，必須對卡片進行“ SELECT”操作。 C。 （ 3）每張卡有唯一的 32位序列號。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 （ 5） P3口（ 10～ 17腳）： P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O多功能口。 以上各個部分通過片內(nèi)八位數(shù)據(jù)總線相連接。 （ 2）片內(nèi) 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 RAM/SFR，用以存放可以讀 /寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。因此如何設計合適的平臺，將自動抄表系統(tǒng)、遠程監(jiān)控報警系統(tǒng)、家居安防系統(tǒng)等無“縫隙”地與數(shù)據(jù)網(wǎng)及控制網(wǎng)連接起來，開發(fā)出能體現(xiàn) 優(yōu)良的綜合性、互操作性、方便實際現(xiàn)場安裝維護的一體化智能系統(tǒng)將成為今后一段時期內(nèi)的熱點。但 8 由于單表內(nèi)設置單片機和后備電源，成本較高，推廣普及較慢。其典型特點是各戶表通過分戶線連接至采集器。采用傳統(tǒng)水表，這個跨越式很難完成的，而采用智能 IC 卡水表，將為運用計算機技術進行現(xiàn)代化管理奠定一個技術基礎。而使用IC 卡進行交易結算，用戶可以自主決定交費時間和數(shù)量，增大了用戶的自主性。由于城市規(guī)模不斷擴大和居民戶數(shù)快速增加，供水部門抄表和收費的工作量將不斷加大。這是大家都普遍認可的一個優(yōu)點。這些新的要求不僅促使著傳統(tǒng)水表不斷地改進和發(fā)展，也孕育著新一代水表 ———— 智能水表的產(chǎn)生。只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能，用戶在使用過程中無法對其功能進行改變。 我國目前智能水表新產(chǎn)品開墳基本上是借鑒國外先進模式，因為國外在此方面的研究設計起步較早。因此研制一種低功耗、計量精確方便的智能水表顯得極為重要。 IC Card 。 本論文主要設計研究 基于單片機的 IC 卡智能水表 電路 ，其主要功能是以AT89C51 單片機為核心，實現(xiàn) IC 卡的讀寫，液晶顯示的控制，電磁閥的控制，脈沖的提取，同時具有安全保護電路、記憶單元電路、通信接口電路，完成整個水表信號的讀、寫處理，監(jiān)控水表工作的功能。但是，我國是世界上人均水資源擁有量是分貧乏的國家之一，節(jié)約和保護水資源是我國當前一項是分重要的戰(zhàn)略措施。 微電子技術和計算機技術的不斷發(fā)展，引起了儀表機構的根本性變革，以微型計算機（單片機）為主體，將計算機技術和 檢測技術有機結合，組成新一代“智 2 能化儀表”，智能化儀表在測量過程自動化。它對改善人類生活、促進社會發(fā)展和科技進步起到了無法估量的作用。同時，一臺普通傳統(tǒng)水表 具有相對獨立性，不能與其他水表設備進行通信，而只能用于現(xiàn)場測量，測量結果不能處理、存儲、顯示，局限性很大。出于其數(shù)據(jù)傳遞和交易結算通過 IC 卡進行，因而可以實現(xiàn)由工作人員上門抄表收費到用戶自己去營業(yè)所交費的轉(zhuǎn)變。隨著水資源的緊張和水的商品屬性逐步被社會認可，水的交易將會逐漸采用一般商品的交易模式，顯然，先交費后用水，是更合理的一種交易模式。只要供水部門合理設置交費機構，基本上不會給用戶帶來麻煩。這些，將對供水交易提出較高的技術要求。 智能網(wǎng)絡遠傳水表系統(tǒng) 就目前來講，智能網(wǎng)絡遠傳水表又可分為分線制集中抄表方式和總線制智能抄表方式。如果采集器掉電或出現(xiàn)其他嚴重故障則會使該采集器上所有數(shù)據(jù)丟失，集中抄表的風險無法有效分散，與測控系統(tǒng)強調(diào)的集中管理、分散控制的分布式設計死相違背。它具有有限用水量、解決用水收費糾紛的功能，這是其他抄表方式及普通水表上門抄表方式所不能比擬的，并且智能卡水表如同普通水表，無需鋪設管線及線路維護，安裝方便、維護簡單；另外，智能卡水表自帶數(shù)據(jù)采集模塊、電源部分、電磁閥 （電動閥）控制，由智能卡讀入預購水量等信息，使用簡單，動作可靠，并且它的前期投資費用低，因此日益受到供水管理部門的青睞。它能方便地讀取 IC 卡的數(shù)據(jù)，并控制電磁閥和液晶顯示器的工作，同時還可以將水表的數(shù)據(jù)存入 E2ROM 進行永久保存并可通過串口送至表外的數(shù)據(jù)終端，大大地提高了該水表的智能化的功能。 （ 7）一個全雙工 UART 的串行 I/O 口，用于實現(xiàn)單片機 之間或單片機與 PC 機之間的串行通信。 （ 4） P0口（ 39～ 32腳）： P0口是一個漏極開路的 8位準雙向 I/O端口。在芯片擦除操作中，代碼陳列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 Mifare 1 射頻 IC 卡的主要性能指標如下。 （ 8） 106kbps 的快速數(shù)據(jù)傳輸速率。 （ 2）數(shù)字電路部分模塊 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 Serial Number。認證及存取控制模塊 在確認了上述的三個步驟，確認已經(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)設置的密碼進行認證，如果匹配，則允許進一步的 Read/Write操作。是卡片中內(nèi)建的中央微處理機（ MCU)單元。 （ 3）引腳 3：供電 LED 指示的正端。 （ 4）天線輸出阻抗： 50K 歐姆。 圖 硬件設計結構框圖 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 所示。 圖 7 中的 U3為 H6152 的對外接口， 17 腳對應 H6152 板上的 J3 的 17 針， 811 腳對應 H6152 22 板上的 J4 的 14 針。 RS232C 串行通信接口標準中，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的電容負載。 液晶顯示模塊 GXM12864 的工作原理圖如圖 所 示。所以，使用液晶模塊時，需要設計專門的液晶電源電路。 L L2 為 CoilCraft 的 DO1608C103 表貼磁芯電感，電感值為 10Uh。 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，對它們作相應的控制。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，并啟動一次數(shù)據(jù)交換。 29 圖 I2C 總線接口電路 I2C 總線的器件分為主器件和從器件。 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。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。 A0～ A2:器件 /頁面尋址。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。也可以利用干式磁傳水表已有的開關信號輸出，作為計量信號。功能寄存器用于設置通信波特率、通信類型等信息其地址分配和功能如表 所示： 表 H6152 內(nèi)部功能寄存器 地址 功能 說明 00H~03H 32 位設備序列號 用于保存出廠時又廠商設定的唯一設備序列號 04H 當前設備 ID 用于保存多機通信時當前設備 的 ID 號 05H 通信協(xié)議設定 用于設定 H6152 的通信協(xié)議和上電復位后的工作狀態(tài) 06H 波特率設定 用于設定 H6152 的通信速率 O7H~0FH 保留 保留無法使用 10H~13H 用戶數(shù)據(jù) 可以由用戶設定，用于保存用戶信息 (1)04H(當前設備 ID) 當 MCU 和多個讀寫模塊組成多機串行總線網(wǎng)絡時，該寄存器用于保存當前設 36 備的 ID 號，作為設備的地址。該位默認值為 0。由于 Binary 通信協(xié)議下不支持“ c”命令，如果使用 Binary 協(xié)議進行通信，該位內(nèi)容將被忽略。 （ 2） Continuous Read（連續(xù)讀） 發(fā)送部分 命令 數(shù)據(jù) “ C” 無 接受部分： 回答 數(shù)據(jù) 無 射頻卡類型（ 1 字節(jié)） （ 1） 0x01： Mifare Light Transponder （ 2） 0x02： MifareStandardTansponder （ 3） 0x03： Mifare Pro Transponder （ 4） 0xFF：未知的 Transponder 卡片序列號（ 4 字節(jié)） H6152 接收到該命令后，即進入“連續(xù)讀”模式，此時讀寫模塊會與其天線有效范圍內(nèi)的 Mifarel 卡反復通信，讀取卡片的序列號。 （ 7） Multi Tag Selection（多卡選擇） 發(fā)送部分 命令 數(shù)據(jù) “ m” 序列號（ 4B）或 CR 接收部分： 。 40 （ 3） Select（選卡） 發(fā)送部分： 命令 數(shù)據(jù) “ S” 無 接收部分： 該命令選中一張卡片并返回其序列號，只有 H6152的 05H寄存器是、的 Extend ID 位為 1 時，才會在返回數(shù)據(jù)中增加一個字節(jié)的射頻卡類型說明。 （ 3） 06（波特率選擇） 用于設定 H6152 的通信速率，其內(nèi)容如下： MSB LSB 保留 保留 保留 保留 保留 保留 BS1 BS0 06 的低 2 位 BS1 和 BS0 用于設定 H6152 的通信速率，如表 所示： 表 H6152 的通信速率設定 BS1 BS0 通信速率（ bps） 0 0 9600 0 1 19200 1 0 38400 1 1 57600 默認狀態(tài)下， H6152 的串行格式為 8 位數(shù)據(jù)位、無校驗、 1 位停止位、通信速率 9600bps 38 H6152通信協(xié)議與控制命令 默認狀態(tài)下，單片機需要使用“ 9600， n， 8,1”方式與 H6152 進行串行通信。 TAGID 的值可以為 01H、 02H、 03H 和 FFH，其中， FFH 表示未知卡片。默認情況下，該寄存器值為 01H，當 H6152 使用 ASCII 通信協(xié)議時，該字節(jié)無效。使封裝完好時 I/O線相當于接地，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，立即關斷電磁閥中斷供水。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。 Wp：硬件寫保護。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 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。被尋址的器件，稱為從器件。 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。 I2C總線 是 Philips 公司推出的一種雙向二線制總線。 電阻 R11 和 R12 的比值 決定了主輸出電壓值 Vout（對應圖中的 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(對應圖中的Vout2)需滿足下面的公式： 27 R14=R13*|VLCD|/（ V） （ R14 的取值范圍為 5002020 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 VTRI