【正文】 ................................................................................... 22 5 編程與系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................................................ 24 編程工具 Keil .......................................................................................................... 24 uvision4 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹 .......................................................................... 25 調(diào)試結(jié)果 .................................................................................................................. 26 實(shí)物調(diào)試 ........................................................................................................ 26 上電選擇 ........................................................................................................ 26 充值界面 ........................................................................................................ 26 用水扣費(fèi)狀態(tài) ................................................................................................ 27 結(jié) 論 ........................................................................................................................................ 29 致 謝 ........................................................................................................................................ 31 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 32 附錄 A 英文原文 ................................................................................................................... 33 附錄 B 漢語(yǔ)翻譯 ................................................................................................................... 39 附錄 C 主要程序 ................................................................................................................... 44 附錄 D 電路原理圖 .............................................................................................................. 48 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒論 課題背景 科學(xué)技術(shù)發(fā)展的腳步越來(lái)越快，加快了資源的消耗，特別是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚牡Y源。設(shè)計(jì)結(jié)果表明，此系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，維修方便。 傳統(tǒng)水表的主要特點(diǎn) 傳統(tǒng)水表的主要特點(diǎn)就是自成體系，自我包容，用戶(hù)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行更改。 （ 3） 部門(mén)來(lái)說(shuō)，可以實(shí)現(xiàn)先交費(fèi)再供水的用水模式。第二代IC 卡是由法國(guó)的羅蘭 IC 卡選擇 根據(jù) IC 卡的讀寫(xiě)特點(diǎn)， 可以將 IC 卡分為 兩大類(lèi)，一類(lèi)是 接觸型 IC 卡 另一類(lèi)是射頻卡。按鍵位于行 線和列線 的交叉點(diǎn)上，一個(gè)4*4 的矩陣式 行列線 結(jié)構(gòu)就可以構(gòu)成一個(gè)含有 16 個(gè)按鍵的 矩陣式 鍵盤(pán)。 Altium Designer ，它是完全一體化電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)新沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 版本，也是業(yè)界第一款也是唯一 一種完整的板級(jí)設(shè)計(jì)解決方案。 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)組織按分層結(jié)構(gòu)文件夾建立的文件 顯示在右邊的個(gè)人安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)有一文件夾叫設(shè)計(jì)文件，這個(gè)文件夾中是主設(shè)計(jì)文件 (原理圖和 PCB)，還有許多的子文件夾，包括了 PCB 裝配文件、報(bào)告和仿真分析。 電氣原理圖編輯器 (Schematic Sheet Editor) 電氣原理圖編輯器是 Adv Sch軟件包中 主要處理器，用于制作、編輯、檢查和打印符合電氣設(shè)計(jì)方案的信息，包括圖紙、圖表及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須接上拉電阻 P1 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱(chēng)為 ～ 。 芯片擦除 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。 復(fù)位的 主要功能 就 是把PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。圖 為其原理圖 圖 報(bào)警電路 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 4 軟件設(shè)計(jì) 在進(jìn)行智能 IC 卡水表設(shè)計(jì)的時(shí)候，結(jié)合智能水表所具備的功能，我們首先考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： （ 1） 程序所要承擔(dān)的任務(wù)：任何一個(gè)程序的設(shè)計(jì)，都有其具 體的應(yīng)用場(chǎng)合和明確的工藝要求，不是隨便就產(chǎn)生一個(gè)程序，程序設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是弄明白該程序所要完成的任務(wù)是什么，然后根據(jù)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)； （ 2） 程序的適應(yīng)性：所謂的程序的適應(yīng)性，就是要求設(shè)計(jì)出來(lái)的程序不能使死板的、單一的，要是程序具有靈活性，這樣可以在將來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)進(jìn)行必要的修改，而且可以簡(jiǎn)化修改的步驟，增加程序的通用性； （ 3） 程序的設(shè)計(jì)模式：程序的設(shè)計(jì)模式直接影響著程序的編制、糾錯(cuò)及測(cè)試的難易度。操作人員按下用水鍵（ ），如果預(yù)存金額足夠的話，智能水表開(kāi)啟水閘用水并開(kāi)始扣費(fèi)。用詳細(xì)的符號(hào)信息來(lái)優(yōu)化用戶(hù)變數(shù)存儲(chǔ)器 （ 3） 文 件 尋找功能：在特定文件中執(zhí)行全局文件搜索 （ 4） 工具菜單：允許在 V4 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下啟動(dòng)用戶(hù)功能 （ 5） 可配置 SVCS 接口：提供對(duì)版本控制系統(tǒng)的入口 （ 6） PC－ LINT 接口：對(duì)應(yīng)用程序代碼進(jìn)行深層語(yǔ)法分析 （ 7） Infineon 的 EasyCase 接口：集成塊集代碼產(chǎn)生 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 調(diào)試結(jié)果 調(diào)試結(jié)果完全達(dá)到了預(yù)期要求，下面展示各個(gè)階段的調(diào)試結(jié)果。 IC 智能卡水表實(shí)現(xiàn)的功能如下： （ 1） 根據(jù)所購(gòu)水量，能夠自動(dòng)執(zhí)行供水、停水操作 。在每次遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！最后還要感謝辛苦培養(yǎng)我的父母，謝謝你們！ 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅提高了我獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力而且培養(yǎng)了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度。 （ 3） 可 以隨時(shí)顯示累計(jì)用水量和卡內(nèi)余額。如圖 所示 圖 用水扣費(fèi)狀態(tài) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的 IC 智能水表 系統(tǒng)，從系統(tǒng)功能說(shuō)明出發(fā)，對(duì)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)器件進(jìn)行了分析。 Keil 提供了包括 C 語(yǔ)言編譯器 、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè) 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 將這些部分組合在一起。 從結(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)控制軟件主要包括一個(gè)主程序，顯示器驅(qū)動(dòng)程序和 IC 智能 卡驅(qū)動(dòng)程序。 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路構(gòu)成了 單片機(jī)最小系統(tǒng) 電路， 圖 為最小系統(tǒng)原理圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 LCD12864 液晶顯示電路 帶 有 中文字庫(kù)的 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行 ， 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；可以顯示 84 行1616 點(diǎn)陣的漢字 ， 也可完成圖形顯示 ， 低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn) ； 其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 ， 利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面 。 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 （ 1） 單片要正常工作就需要有設(shè)備給它提供比較穩(wěn)定的信號(hào)，這就需要用到時(shí)鐘電路了。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 。 在綜合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中用 Protel99 的設(shè)計(jì)管理器管理設(shè)計(jì)文件是 非常輕松的。所有Protel99 設(shè)計(jì)文件都被存儲(chǔ)在唯一的綜合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并顯示在唯一的綜合設(shè)計(jì)編輯窗口。 HJ1602A 是一種工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符，但是 只能顯示字母、數(shù)字和符號(hào) ； LCD12864 液晶顯示屏 顯示模塊是 12864 點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。 存儲(chǔ) 卡 有很多優(yōu)點(diǎn)，例如： 操作 便捷 、 快速讀寫(xiě) ， 長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)信息 等 等 。 本次設(shè)計(jì)主要完成內(nèi)容如下 ： （ 1） 基于 AT89C51 單片機(jī)完成 IC 卡智能水表的設(shè)計(jì) （ 2） 用 PROTEL 軟件完成電路原理圖的繪制 （ 3） 利用 KEIL 設(shè)計(jì)軟件的程序 （ 4） 制作出實(shí)物 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 2 IC 卡水表的整體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的功能說(shuō)明 IC 卡智能水表系統(tǒng)座位供水公司收費(fèi)的終端，根據(jù)不同的使用環(huán)境應(yīng)該具有以下功能： （ 1）消費(fèi)階段就是能夠?qū)崿F(xiàn)扣費(fèi)用水功能，屬于正常使用階段。 （ 2） 統(tǒng)水表相比， IC 卡智能水表具 有成本低、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)及安全性好等優(yōu)點(diǎn)，也不用擔(dān)心 高故障率問(wèn)題。 智能 IC 卡水表 IC卡智能水表是一種利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、現(xiàn)代微電子技術(shù)、智能 IC卡技術(shù)對(duì)用水量進(jìn)行精確計(jì)量并將用水?dāng)?shù)進(jìn)行據(jù)傳遞以及結(jié)算的新型水表。節(jié)約水資源我們可以采取兩方面的措施，一是加大力度研發(fā)和推廣節(jié)水新技術(shù)；二是對(duì)用水進(jìn)行更加科學(xué)的管理。顯示部分采用 LCD12864 液晶顯示器，能夠支持漢字和數(shù)字輸出，簡(jiǎn)單明了。直到現(xiàn)在依然被作為供水公司的主要經(jīng)營(yíng)模式。國(guó)內(nèi)城市規(guī)模在快速的擴(kuò)大，居民戶(hù)數(shù)也在迅速的增加，供水部門(mén)的工作量也會(huì)不斷的加大。現(xiàn)在 IC 卡已廣泛應(yīng)用于金融、社會(huì)保障、交通、電信、旅游、商貿(mào)、以及銀行賬戶(hù)管理等領(lǐng)域。并且，該芯片功耗低，特別適用于水表控制線路多、功能全、功耗低的要求。 在 按下 按鍵 和沒(méi)有按下 按鍵 時(shí) I/O 口電平剛好 是相反的 。在國(guó)內(nèi)PROTEL 軟件較易買(mǎi)到，有關(guān) PROTEL 軟件和使用說(shuō)明的書(shū)也有很多，這為它的普及提供了基礎(chǔ)。在 Protel99 中與設(shè)計(jì)的接口叫設(shè)計(jì)管理器。如同 Windows 文件管理器，設(shè)計(jì)管理器在右 邊顯示 這個(gè)文件夾的內(nèi)容。 每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 “ 1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 外部方式 產(chǎn)生 的時(shí)鐘電路 引腳 XTAL1接地， XTAL2接外部振蕩器。 SLE4442IC 卡 的主要指標(biāo) （ 1） 32 位保護(hù)存儲(chǔ)器 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 （ 2） 256 字節(jié) EEPROM （ 3） 3 字節(jié)用戶(hù)密碼，密碼錯(cuò)誤計(jì)數(shù)： 3 次 （ 4） 溫度范圍： 0℃ ~70℃ （ 5） 至少十萬(wàn)次擦