【正文】 在 此我要特別感謝本次畢業(yè)設計的指導老師 ，王 老師 和歐陽 老師 ，通過每周的見面 或者打電話 ，老師對我進行了悉心的指導，對我設計中存在的問題和不足進行了批評和指正，不厭棄煩的進行講解，讓我受益匪淺， 因此 本次設計的順利完成和老師的悉心指導密不可分，感謝 我的指導 老師。Law— Part I. Computer Law and Security Report . 2020 [21] Identification card Integrated circuit card with contacts Part 3 Electronic signals and transmission protocols. International Standard ISO 78163 . 1997 [22] Attali, card programming and security. International Conference on Research in Smart Cards,Esmart 2020 . September19 2020 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 30 [23]王浩．接觸式智能卡讀寫器設計研究 [J]．山東電子， 2020 [24]Simon Newman， Gavin SuRer,Electronic Payments— TheSmart Card： Smart Cards，ePayments， amp。 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 29 參考文獻 [1] 曹天漢等 . 單片機原理與接口技術 [M].第 2 版 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 李建忠 . 單片機原理及 應用 [M].第 2 版 .西安：西安電子科技大學出版社， 2020 [3] 陳杰 . 黃鴻編著 . 傳感器與檢測技術 [M].北京：高等教育出版社， 2020. [4] 王思彤 ,周暉 ,袁瑞銘 ,易忠林 . 智能電表的概念及應用 [J]. 電網技術 . 2020(04) [5] 王智 ,佟國香 . 一種 IC 卡 電表系統(tǒng)的實現(xiàn) [J]. 儀表技術 ,2020(12) [6] 楊玉婷 . 一種基于 IC 卡的電能收費系統(tǒng)的設計方案 [J]. 計算機光盤軟 件與應用 ，2020， (15). [7] 呂馥云 . 全電子式智能卡預付費電表與用電管理 [J]， 2020， (12) [8] 周軍 ,史興 才 ,徐超 . 基于 ZigBee 的多用戶智能電表設計 [J]. 電測與儀表 . 2020(01) [9] 莊葛巍 . 直流電能表智能化的研究與應用 [D]. 上海交通大學 2020 [10] 胡長安 . 基于智能費控電能表的預付費用電體系架構設計與實踐 [D].華北電力大學 2020 [11]張毅剛 . MCS51 單片機運用設計。 為了完成設計， 我也 同時查閱了大量的書籍和資料，自己獨立思考和學習能力得到了很好的鍛煉和提升，在設計同時，大量運用了 Keil,protel99， Protues 等軟件，大大提升了熟練度，在 Protel 繪制電路 原理 圖， 在 protues 中畫了電路仿真圖，通過 keil 編程并將程序導入單片機中，最后在 protues 中仿真。 雖然最終沒能做出實物，但我收獲很多。 在硬件搭建過程遇見了很多問題，比如， ADE7758 是一塊貼片封裝的芯片，由于條件限制萬用板上不能進行焊接，后來經過尋找，在網上發(fā)現(xiàn)了一種小型 PC 貼片轉雙列直 插式的 PCB 電路板，但是由于技術水平有限， PCB 板還是沒做成功 。 采集電路部分，也是自己利用萬用板搭建，運用電壓互感器，電流互感器為核心，進行變壓采樣，變壓后的電壓理想值為 ，由于實際環(huán)境等影響，其 電壓真實值為 ，但不會對功率計算造成太大的影響，電壓電流信號進 ADE7758 之后，即可由單片機進行讀取，獲得有功功率，用于計算電價，在制作過程中，用 15W 的燈泡作為用戶的負載真實的采集電路 。 本次軟件設計中比較艱難的部分在于 ADE7758 的讀寫程序以及 DS12887 在沒有實物的情況下經行仿真，前者是因為對于 SPI 接口的讀取掌握還是不到位，后者是因為軟件版本問題， 版本以前的庫中沒有 DS12887 時鐘芯片，出于經費和穩(wěn)妥起見的考慮長時間滯留在此處，后來在朋友的幫助下得以解決。 第五章 仿真調試 26 第五章 仿真 調試 該程序是用 C 語言完成， C 語言具有簡潔緊湊，靈活方便的特點，在調試程序的時候，軟件部分大致可以分為兩個部分，一部分是萬年歷等信息的顯示部分，一部分是信號采集部分。 } 本次設計采用 Keil uVision2 作為編程工具，用 Protues 進行實物制作前的仿真， Keil作為現(xiàn)在主流的單片機編程工作具有操作簡單，快捷的優(yōu)點，同時可以與 Protues 聯(lián)動 ,方便調節(jié)和仿真，另用 STCISP V31 將程序下載至單片機上運行。 P0=date。 delay(5)。 } 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 25 void write_date(uchar date) { rs=1。 P0=。 delay(5)。 } void write_(uchar ) { rs=0。 write_(0x06)。 write_(0x38)。 wela=0。 } 本次設計的另一個重點就是現(xiàn)實程序， 1602 的顯示程序同樣按照其讀寫時序圖完成，不同的是， 1602 的顯示，需要在主程序的開始寫一個初始化函數用以設定 1602 的顯示方式，光標等等，在本次設計中，只涉及到 1602 的寫程序，寫數據時，同樣需要先寫入地址，寫地址時，先將 RS,EN 置低，延遲后再將 EN 拉高，賦予地址，最后將 EN 拉低，寫數據與讀不同之處在于要將 RS 拉高其余同寫地址時一樣，具體初始化函數，寫函數如下 ： void init() { lcden=0。 _nop_()。 _nop_()。 rtdata=(rtdata1)。loop++) { SCK=1。 } for(loop=0。 _nop_()。 _nop_()。0X80 ) SDO = 1。 _nop_()。loop8。 type=type|0x00。 type=typeamp。當 ADE7758 寄存器經行讀取操作訪問時，讀取命令個寫入命令之間至少需要有 的時間間隔，若果間隔過小，將會導致寫 入操作的最后一個字節(jié)丟失，具體位數參見芯片說明書，具體讀取函數如下： unsigned long read7753(unsigned char type,unsigned char databit) { unsigned char loop=0。在 CS 保持低電平的時候，所有的數據傳輸必須全部完成，另外，除了整體器件復位以外，沒有其他方法可以讓 ADE7758 返回通信狀態(tài)，所以必須傳輸各寄存器的 LSB,復位的方法是運用軟件進行復位。 return (ds_date)。 dsas=1。 ds_date=P0。 dsds=0。 P0=add。 dsrw=1。 dsas=1。 dscs=1。 第四章 軟件設計 22 dsrw=1。 dsrw=0。 P0=add。 dsds=1。 在讀取 DS12887 時鐘芯片時，按照其讀寫時序，當要寫入數據時，先要寫入地址，將CS 置低， SA,DS 分別置高， RW 置高，然后給 P0 口賦值，即要寫入的地址，然后將 AS,RW置低，再一次給 P0 口賦值，即要寫入的數據，最后將 AS,RW,CS,拉高，同理，在讀取數據時，也要先寫入一個地址，將 AS,DS,RW 置高，將 CS 置低，給 P0 口賦值地址，然后將AS,DS 拉低 ， P0 讀取數據，最后 DS,AS,CS,全部拉高，具體 C 語言函數如下： void write_ds(uchar add,uchar date) { dscs=0。比照 DS12887 中去讀的時間參數，選取電價開始計算余額，當余額定于 30 元時，蜂鳴器每一分鐘鳴一次，當余額為 0時，蜂鳴器長鳴。 主要軟件設計流程框圖及說明 Y 報 警 程序初始化 檢測 IC 有 卡 ? 余額 為零？ 開 始 切斷用戶電源 信號采集及計量 LCD 顯示 N N Y Y 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 21 圖 主程序流程圖 本次設計的主要流程為當 IC 卡插入卡座，單片機檢測到 IC 卡并讀取其金額開始計時，當按照開始設定好紅燈亮起，同時， LCD 顯示屏強制轉換到余額界面，字體開始閃爍，蜂鳴器長鳴，此時停止計費，并且開始檢測鍵盤，當按下鍵盤 key4 后，警告解除， LCD 顯示界面重新返回時間界面。 接觸式 IC卡模塊 這里 IC 卡模塊我們選用的是西門子的 SLE4442 加密型 IC 卡， SLE4442 是一種具有加密邏輯電路的智能 IC 卡 , 內含 2568 位 EEPROM 主存儲器和一個 32 位帶 PROM 功能的保護存儲器 ,其觸點配置和串行接口符合 ISO 7816 標準 (同步傳送 ),具備只有輸入正確的 3字節(jié)可編程密碼 (加密存儲區(qū) ) 后才能修改數據的特性。同時智能電表的顯示模塊選用 LCD 顯示， 下圖為 LCD1602顯示電路： 南昌工程學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 17 VDD1VSS2VEE3RS4RW5LCDEN6D07D18D29D310D411D512D613D714L C D 16 02CS25U4L C D 16 02D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7ENRSV C CR 1810 K 圖 LCD1602接線圖 通過該 LCD 液晶顯示器，顯示我們需要的一些信息。 時鐘及 LCD 顯示模塊 本次設計 中，該電表要實現(xiàn)分時計費，既必須引入時鐘系統(tǒng)，該時鐘系統(tǒng)必須準確，且在電表短時間斷電之內，不會停止工作，因此，該模塊采用了一塊時鐘芯片 DS12887，該芯片為一款使用很廣泛的時鐘芯片，具體電路圖如下圖所示： M O T1NC2NC3A D 04A D 15A D 26A D 37A D 48A D 59A D 610A D 711G N D12V C C13S Q W14NC15NC16NC17I R Q18R E S E T19DS20NC21R /W22AS23CS24D S 1 28 87U3D S 1 28 87D S C SD S D SD S A SD S R WD0D1