【正文】 （ 5） Read（讀操作） 發(fā)送部分： 命令 數(shù)據(jù) “ r”讀模塊 快號（ 1 字節(jié)） “ rv”以數(shù)值方式讀數(shù)據(jù)塊 快號（ 1 字節(jié)） “ re”讀 H6152 工作寄存器內(nèi)容 快號（ 1 字節(jié)） 接收部分： 回答 數(shù)據(jù) 42 無 讀塊，返回 16B 選定塊內(nèi)容：以數(shù)值方式讀數(shù)據(jù)塊 ，返回 4B數(shù)值塊內(nèi)容：讀工作寄存器內(nèi)容 “ N”無卡 無 “ I”無數(shù)值塊 無 “ F”讀失敗 無 該命令用于讀取選定卡上的塊或 H6152 工作寄存器中的內(nèi)容。只有 H6152 的 05H 寄存器的Extend ID 位為 1 時，才會再返回數(shù)據(jù)中增加一個字節(jié)的射頻卡的類型說明。 ASCII 通信 協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)如下： 命令（ 1~2 字節(jié)） 數(shù)據(jù)（ N 字節(jié)） 一幀的內(nèi)容實(shí)際上就是一個字符串，其中，命令不分通常為 1~2 個字節(jié)，根據(jù)命令的不同后面跟隨的數(shù)據(jù)內(nèi)容和長度也不相同， N 字節(jié)的數(shù)據(jù)部分需要將待傳送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制后以 ASCII 形式發(fā)送。該位的默認(rèn)值為 1。為 0 時，使用 ASCII 通信協(xié) 37 議；為 1 時，使用 Binary 通信協(xié)議。 Extend ID 位為 0 時，執(zhí)行“ c” “ s” “ m”命令時，傳送 Mifarel 卡序列號前不傳送卡片類型字節(jié)（ TAGID）；為 1 時，傳送 Mifarel 卡序列號前先發(fā)送 1B 卡片類型。該位默認(rèn)值為 0。 ID 的實(shí)際取值范圍為 1~254,因?yàn)?0 和 255 分別用于標(biāo)識主控制設(shè)備和“ getID”申請。外部數(shù)據(jù)讀取設(shè)備可通過水表的 485接口，將水表的數(shù)據(jù)讀出，實(shí)現(xiàn)自動抄表功能。 (2) 安全保護(hù)電路 安全保護(hù)電路，利用 AT89C51可編程的 1/O中斷口接到水表的外封裝上實(shí)現(xiàn)保護(hù)。電路設(shè)計上采用多路模擬開關(guān)組合成一組雙刀雙擲開關(guān)，在 AT89C51 33 的控制下，將正脈沖或負(fù)脈沖加到電磁閥的控制線 AB兩端。 32 圖 記憶單元硬件原理圖 電磁閥控制電路 電磁閥選用脈沖式電磁閥， 為以 色列 BERMAD公司出品，其控制電路原理如圖 。一般輸入 +5V 電壓。為器件地址輸入端。在該引腳的上升沿時，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)輸入到 每個 EEPROM 器件，在下降沿時輸出。所有字節(jié)都以單一操作方式讀取。連接到總線的接口數(shù)量只由總線電容是 400pF 的限制決定。 總線上主和從（即發(fā)送和接收）的關(guān)系取決于此時數(shù)據(jù)傳送的方向。 傳統(tǒng)的單片機(jī)串行接口的發(fā)送和接收一般都分別各用一條線，而 I2C 總線則根據(jù)器件的功能通過軟件程序使其工作于發(fā)送或接收方式。主器件的功能是啟動在總線上傳送數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生時鐘脈沖，以允許與被尋址的器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。地址碼用來選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類；控制量決定該調(diào)整的類別及需要調(diào)整的量。 一個典型的 I2C 總線標(biāo)準(zhǔn)的 IC 器件，其內(nèi)部不僅有 I2C 接口電路，還可將內(nèi)部各單元電路劃分成若干相對獨(dú)立的模塊，它只有二根信號線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線 SDA，另一根是時鐘線 SCL。協(xié)議允許總 線接入多個器件，并支持多主工作。 28 記憶單元電路 I2C 總線簡介 I2C 總線，是 Inter Integrated Circuit Bus 的縮寫，即“內(nèi)部集成電路總線”。 單片機(jī)模塊 由于內(nèi)部液晶控制器的存在，單片機(jī)可直接與 GXM12864 相連，不必使用其他的接口芯片。 D D2 是反相耐壓大于 16V 的肖特基二極管，也可選用具有相同耐壓參數(shù)的其他型號二極管。 電源模塊電路如圖 所示。液晶電源電路的作用就是將電壓轉(zhuǎn)換成這兩種電壓信號輸出 ，為液晶顯示模塊提供工作電壓。為避免液晶模塊的損壞，在加液晶驅(qū)動電壓 V0/VEE 時需要比加邏輯電壓 VDD 滯后 50ms；在關(guān)電時，液晶驅(qū)動電壓V0/VEE 需要比邏輯電壓 VDD 提前 50ms 關(guān)斷。 圖 液晶顯示模塊 GXM12864 的工作原理圖 電位器 R15 的作用是調(diào)節(jié)提供給驅(qū)動器的供壓，從而調(diào)節(jié)液晶顯示的對比度。 液晶顯示電路 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊選用圖形液晶顯示模塊 GXM12864，它內(nèi)含 KS0108B/HD61202 23 控制器，是一種采用低功耗 CMOS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)陣圖形 LCD 模塊，有 8 位的微處理器接口，通過內(nèi)部的 128 64 位映射 DDRAM 實(shí)現(xiàn) 128 點(diǎn) 64 點(diǎn)大小的平板顯示。負(fù)載開路時電壓不得超過177。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的信號線共 25 根，其中只定義了 22 根。 L1 為雙色發(fā)光二極管，它表示當(dāng)前 H6152 的工作狀態(tài)。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 單片機(jī) AT89C51 串口電平 轉(zhuǎn)換電路 IC卡讀寫器 報警電路 Mifare1 射頻卡 20 圖 單片機(jī)模塊 圖 串口電平轉(zhuǎn)換模塊 21 圖 H6152 讀寫模塊 U1 為單片機(jī)芯片 AT89C51，其 腳為單片機(jī)對 H6152 的控制輸出，它控制 H6152 的工作狀態(tài)，該引腳為高電平時， H6152 停止工作； 腳為單片機(jī)對蜂鳴器的控制輸出，為低電平時，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。 IC 卡讀寫電路的原理及說明 IC 卡應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示，總體原理圖見附錄 1。 （ 5）天線尺寸： 45mm 70mm。主要性能指標(biāo)如下： （ 1）工作頻率： 。 （ 4）引腳 4：供電 LED 指示的負(fù)端。圖中，對外通信的接口為 J3和 J4。存儲器及其接口電路 該單元主要用于存儲數(shù)據(jù)。同時， ROM中還固化了卡片運(yùn)行所需要的必要的程序指令，由控制及算術(shù)運(yùn)算單元取出去對每個單元進(jìn)行微指令控制，使卡片能有條不紊地與卡片 的讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 控制及算術(shù)運(yùn)算單元 這一單元是整個卡片的控制中心，是卡片的“頭腦”。 Mifare 1 卡片上有 16個扇區(qū)，每個扇區(qū)都可分別設(shè)置各自的密碼，互不干涉。 被選中的卡片將卡片上存儲在 BLOCK 0 中的卡片的容量“ SIZE”字節(jié)傳送給讀寫器。序列號 Serial Number存儲在卡片的 Block 0中，共有 5個字節(jié)，實(shí)際有用的為 4個字節(jié)，另一個字 節(jié)為序列號 Serial Number的校驗(yàn)字節(jié)。由于 Mifare 1卡片每一張都具有 15 唯一的系列號，決不會相同，因 此卡片讀寫器根據(jù)卡片的序列號來識別、區(qū)分已選的卡片。 ATR模塊： Answer to Request (“請求之應(yīng)答” ) 當(dāng)一張 Mifare 1卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時，程序員控制讀寫器向卡片發(fā)出 REQUEST all（或 REQUEST std）命令后，卡片的 ATR將啟動，將卡片 Block 0 中的卡片類型（ TagType）號共 2個字節(jié)傳送給讀寫器，建立卡片與讀寫器的第一步通信聯(lián)絡(luò)。 （ 1） RF射頻接口電路 在 RF射頻接口電路中，主要包括波形轉(zhuǎn)換模塊和 POR模塊。 14 （ 9）讀寫距離最大可達(dá) 10cm（取決于天線設(shè)計）。 （ 5）無電源，自帶天 線，內(nèi)含加密控制邏輯和通信邏輯電路。 （ 1） 1KB的 EEPROM，分為 16個扇區(qū)，每個扇區(qū)分為 4塊，每塊 16B，以塊為存取單位。 表 P3 口與第二功能表 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD (串行輸出口 ) INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定 時器 /計數(shù)器 0） T1（定時器 /計數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 13 第 3 章 系統(tǒng)各模塊硬件電路設(shè)計 IC 卡讀寫電路 Mifare 1 射頻 IC 卡 Mifare 1 射頻 IC 卡的核心是 Philips 公司制造的 Mifare 1 IC S50 系列微晶片，其內(nèi)部包括 1KB 高速 EEPROM、數(shù)字控制模塊和一個高效率射頻天線模塊。此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。對 P3口寫入 “1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口，此時，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流。作為漏極開路的輸出端口，每位能驅(qū)動 8個 LS型 TTL負(fù)載。 11 圖 單片機(jī) AT89C51 的引腳圖 （ 1） XTAL1（ 19 腳）：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 （ 8）片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。 （ 4） 4 個 8 位并行 I/O 端口 P0P3,每個端口既可以用作輸入，也可以用作輸出。本水表采用電池供電。系統(tǒng)硬件電路由 IC 卡讀寫電路、液晶顯示控制電路、電磁閥控制電路、脈沖提取電路、安全保護(hù)電路、記憶單元電路、通信接口電路組成，以 AT89C51為核心控制芯片，完成整個水表信號的讀、寫處理，監(jiān)控水表工作的功能。 根據(jù)我國金卡工程的長遠(yuǎn)發(fā)展建設(shè)來看，單純地將普通機(jī)械式水表轉(zhuǎn)化成機(jī)械式 +電子式固然已邁出了重要的一步， 但是還不夠完善，因?yàn)樗淼挠嬃款A(yù)收費(fèi)及管理自動化將是大勢所趨。 智能卡式水表系統(tǒng) 智能卡水表是在當(dāng)今智能卡技術(shù)與市場迅猛發(fā)展、單個智能卡及刷卡機(jī)性能價格比日益提高的特定時期應(yīng)運(yùn)而生的。 （ 2）總線制智能抄表方式 總線制智能水表由于采集、計數(shù)工作單元均安裝在智能水表內(nèi)并密封，水表的數(shù)據(jù)采集、處理、存貯等基礎(chǔ)工作全由智能水表本身完場，手抄器或電腦不參與底層數(shù)據(jù)采集僅進(jìn)行通訊聯(lián)系，消除了外界因素對計量的影響。錯綜復(fù)雜的線路更使得維護(hù)工作困難重重。 7 （ 1）分線制集中抄表方式 各種分線制集中抄表方式的基本原理大致相同，即由采集器定時順序采集來自多路分戶線的水表信號，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲。 6．與遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)相比，智能 IC 卡水表具有使用和維護(hù)成本很低，沒有布線造成的混亂和高故障率等問題。采用普遍水表和人工抄表的模式，是難以解決這些技術(shù)問題的，而采用智能 IC 卡水表，將很容易解決這些問題。而使用智能 IC 卡進(jìn)行交易結(jié)算，將可以有效解決這個會帶來很多社會隱患的問題。如果得到金融系統(tǒng)的配合，還可以減少布點(diǎn)的成本。而現(xiàn)在由于各種原因的影響，人工入戶抄表的效率已經(jīng)在逐漸下降并且是這種模式的成本不斷增加。 2．改變了入戶抄表收費(fèi)的模式。供水部門推行 IC 卡水表的經(jīng)驗(yàn)表明，人們普遍接受這一模式，供水部門不僅解決了拖欠交費(fèi)的老大難問題，還可以提前收到資金。 IC 卡交易系統(tǒng)還具有交易方便，計算準(zhǔn)確，可以利用銀行進(jìn)行結(jié)算的特點(diǎn)。智能水表是一種以單片機(jī)為主體，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)與測量控制技術(shù)，利用現(xiàn)代微電子技 術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、智能 IC 卡技術(shù)對用水量進(jìn)行計量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表。另外，傳統(tǒng)水表無法升級換代，而且開發(fā)周期長、經(jīng)費(fèi)投入大。對于一些儀表功能如自凋零、自校準(zhǔn)、自動調(diào)節(jié)量程等的設(shè)置是由用戶在儀表設(shè)備面板上手工完成。直到現(xiàn)在在很多領(lǐng)域還能繼續(xù)發(fā)揮作用。國內(nèi)的一些企業(yè)也對多種智能化水表系統(tǒng)作了研究，但在微功耗、可靠性等方面效果并不理想，因此并未投 入大批量生產(chǎn)。智能儀表不僅能解決傳統(tǒng)儀表不易或不能解決的問題，還能簡化儀表電路，提高儀表的可靠性，更容易實(shí)現(xiàn)高精度、高性能、多功能的目的。此方式存在著工作量大，收費(fèi)周期長，收費(fèi)困難，效率低下等缺點(diǎn)。節(jié)約水資源包括兩個方面的措施，一是大力推廣應(yīng)用節(jié)水新技術(shù)；二是加強(qiáng)用水的科學(xué)管 理，在某種意義上來說，加強(qiáng)用水科學(xué)管理是當(dāng)前的首要任務(wù)。 Memory modules IV 目 錄 摘 要 .................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。目前，達(dá)達(dá)搜可以搜索國內(nèi)所有城市及海外主要城市間的任意兩點(diǎn)之間的所有海陸空到達(dá)方式，配套了