【正文】 驗(yàn)時(shí)接收高八位 地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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，名稱為 ～ 。當(dāng) P0 口的管腳第一次寫 1 時(shí) ，被定義為 高阻 輸入。 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根）： AT89C51 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根 P0 口： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 兼容 MCS51 指令系 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM。 AT89C51 單片機(jī) 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 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)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 設(shè)計(jì)特點(diǎn)： （ 1）強(qiáng)大和完備的設(shè)計(jì)、表達(dá)能力 （ 2）良好的開(kāi)放性 （ 3）強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能 （ 4）豐富而又靈活的編輯功能 （ 5）在線式編輯及完善的庫(kù)管理 （ 6）原理圖和 PCB 圖之間動(dòng)態(tài)連接 （ 7）滿足國(guó)際化設(shè)計(jì)要求 （ 8）完備的輸出系統(tǒng) 單片機(jī)部分 適應(yīng)性指單片機(jī)能否完成應(yīng)用系統(tǒng)的控制功能，它主要從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)。 電氣圖形符號(hào)庫(kù)編輯器 (Schematic Library Editor) 電氣圖形符號(hào)庫(kù)編輯器簡(jiǎn)稱庫(kù)編輯器是 ADV、 SCH 軟件包中另外一個(gè)文件處理器，用于制作、編輯和管理元器件的圖形符號(hào)庫(kù)。 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。 Protel常用操作： （ 1） 調(diào)用畫圖工具 View－》 Toolbars－》 Customize （ 2） 在移動(dòng)元件時(shí)按空格可旋轉(zhuǎn)元件 （ 3） 找元件時(shí)要參照對(duì)元件庫(kù)的描述， Converter 含有 AD、 DA 等 （ 4） 將文件直接放在數(shù)據(jù)庫(kù)根目錄下 電氣連接網(wǎng)絡(luò)表是把設(shè)計(jì)結(jié)果向其他 EDA 工具傳輸?shù)淖钪饕獢?shù)據(jù)形式。 在導(dǎo)航樹(shù)中活躍的文件夾是 PCB 裝配文件夾。面板顯示的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)是大家熟悉的 Protel軟件 特性。使用設(shè)計(jì)管理器在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建分層結(jié)構(gòu)的文件夾，使用標(biāo)準(zhǔn)文件操作命令來(lái)組織 這些文件夾內(nèi)設(shè)計(jì)文件。 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。 MS Word 和 Excel文件可以在設(shè)計(jì)管理器中直接編輯。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)存儲(chǔ) Protel設(shè)計(jì)文件沒(méi)有限制 你能輸入任何類型的設(shè)計(jì)文件進(jìn)入數(shù) 據(jù)庫(kù)，如在 MS Word 書寫的報(bào)告、在 MS Excel 準(zhǔn)備的費(fèi)用清單和 AutoCAD 中制的機(jī)械圖。 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。使用設(shè)計(jì)管理器，可以進(jìn)行對(duì)設(shè)計(jì)文件的管理編輯、設(shè)置設(shè)計(jì)組的訪問(wèn)權(quán)限和監(jiān)視對(duì)設(shè)計(jì)文件的訪問(wèn)。 所有 Protel99 設(shè)計(jì)文件都被儲(chǔ)存在唯一的綜合設(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。按下任何對(duì)話框右上角的小問(wèn)號(hào)，然后選擇你所要的信息。 Protel 公司引進(jìn)了德國(guó) INCASES 公司的先進(jìn)技術(shù)，在Protel99 中集成了信號(hào)完整性工具，精確的模型和板分析，幫助你在設(shè)計(jì)周期里利用信號(hào)完整性分析可獲得一次性成功和消除盲目性。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。 Protel 99 采用全新的管理方式，即數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方式。 這款最新高端版本 Altium Designer 99SE， Protel20xx 在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。 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。想更多地了解 PROTEL 的軟件功能或者下載 PROTEL99 的試用版，可以在INTERNET 上。 早期的 PROTEL 主要作為印制板自動(dòng)布線 工具使用 ，運(yùn)行在 DOS 環(huán)境，對(duì)硬件的要求很低，在無(wú)硬盤 286 機(jī)的 1M 內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少 ，只有電路原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的 PROTEL 已發(fā)展到 DXP 20xx，是個(gè)龐大的 EDA 軟件 ，完全安裝有 200 多 M，它工作在 WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、 模擬電路與數(shù)字電路 混合信號(hào)仿真、多層 印制電路板 設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、 可編程邏輯器件 設(shè)計(jì)、圖表生成、 電子表格 生成、支持宏操作等功能，并具有 Client/Server（客戶 /服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的 文件格式 ，如 ORCAD， PSPICE，EXCEL 等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度 PCB 的 100%布通率。 Protel Advanced Schematic，即高級(jí)電氣原理圖用于進(jìn)行電子產(chǎn)品的電學(xué)設(shè)計(jì)。 但是 12864 液晶屏顯示更加全面，相比于 1602 液晶屏、 12864能更形象具體的實(shí)現(xiàn)顯示功能，也更加符合本次設(shè)計(jì)所需，因此我們選擇 LCD12864 液沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 晶顯示屏作為本次設(shè)計(jì)的顯示器。 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。由于有 0 到 9 十個(gè)數(shù)字鍵，再加一些功能鍵，因此采用 4*4 矩陣鍵盤。與獨(dú)立式鍵盤相比， 矩陣式鍵盤的優(yōu)勢(shì)在于可以 節(jié)省很多 I/O 口，適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合 。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。 獨(dú)立型 按鍵的特點(diǎn) 就 是按鍵電路配置靈活，識(shí)別按鍵的狀態(tài) 比較 簡(jiǎn)單，編寫程序 也 相對(duì)簡(jiǎn)單，但是 獨(dú)立型的 每一個(gè)按鍵需要 獨(dú)自 占用一個(gè) I/O 口， 會(huì)使 I/O 口的利用率下降，如果按鍵數(shù)量很少，或者單片機(jī)有很多 I/O 口剩余的時(shí)候是可以采用這種設(shè)計(jì)的。 （ 1） 獨(dú)立型按鍵的一腳通過(guò)電阻接電源或者接地，而另一腳接 到 單片機(jī)的 I/O 口上 。 綜合兩種 IC 卡的特點(diǎn)， IC 卡智能水表 系統(tǒng)選用西門子 SLE4442 邏輯加密型 IC 卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和身份的識(shí)別。 （ 2） 邏輯加密卡 的 內(nèi) 部 設(shè)有邏輯加密電路， 因此 只有在輸入密碼正確后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的改寫，否則 只能讀取數(shù)據(jù)而不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫 。 存儲(chǔ) 卡 有很多優(yōu)點(diǎn)，例如： 操作 便捷 、 快速讀寫 ， 長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)信息 等 等 。 我們只介紹存儲(chǔ)卡和邏輯加密卡。 （ 2） 接觸型 的 IC 卡的表面 上 有 6 個(gè)或 8 個(gè)金屬觸點(diǎn)，只有在 IC 插入讀寫器內(nèi)后，金屬觸點(diǎn)與讀卡器進(jìn)行接觸， 在微處理器的控制下才能夠完成的讀寫操作。 IC 卡選擇 根據(jù) IC 卡的讀寫特點(diǎn)， 可以將 IC 卡分為 兩大類，一類是 接觸型 IC 卡 另一類是射頻卡。它能方便地讀取 IC 卡的數(shù)據(jù)控制液晶顯示器的工作，同時(shí)還可 以將水表的數(shù)據(jù)存入 E2ROM 進(jìn)行永久保存并可通過(guò)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 根據(jù)所述 智能水表 的功能特點(diǎn)， 智能水表 系統(tǒng)需要完成數(shù)據(jù)的輸入、顯示和處理三種功能，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如 圖 所示 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 由系統(tǒng) 的 總體結(jié)構(gòu)框圖 可以看出， IC 卡智能水表系統(tǒng)主要包含控制系統(tǒng)、鍵盤輸入模塊、 IC 卡接口模塊、報(bào)警模塊和復(fù)位模塊組成。該 CPU 芯片內(nèi)置 4K 的程序存儲(chǔ)器，有 32 個(gè)多功能的 I/O 口，具有多個(gè)可編程的中斷 I/O 口和數(shù)據(jù)串行通信口。 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 本水表電路的硬件設(shè)計(jì)原則是在低功耗的前提下，實(shí)現(xiàn)多功能。 （ 2）充值階段，按下充值鍵再輸入密碼后可用按鍵輸入充值的金額，充值完成后智能水表 自動(dòng)將此次充值金額加入卡中 。 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。本次設(shè)計(jì)，我要通過(guò)對(duì) SLE4442 卡 的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的 IC 卡智能水表的設(shè)計(jì)，為我們的日常用水提供方便。第三代 IC 卡是法國(guó)布爾Bull 公司在 1976 年研制出世界第一枚真正意義上的 IC 卡。第二代IC 卡是由法國(guó)的羅蘭 最早的關(guān)于 IC 卡的設(shè)想是由日本人提出的。 隨著智能卡行業(yè)的迅速發(fā)展和逐步成熟以及國(guó)家對(duì)智能卡行業(yè)的大力支持，國(guó)內(nèi) IC卡的生產(chǎn)和應(yīng)用展現(xiàn)出了突飛猛進(jìn)的發(fā)展勢(shì)頭。于 20 世紀(jì) 70 年代誕生的 IC 卡，因其具有智能性及便于攜帶的特點(diǎn)開(kāi)始在我國(guó)普 及、發(fā)展，其發(fā)展勢(shì)頭相當(dāng)強(qiáng)勁，成為我國(guó)開(kāi)拓更廣闊的電子市場(chǎng)的主要因素，從另一個(gè)方向帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。 IC 卡的發(fā)展歷史 IC 卡是集成電路卡 Integrated CircuitCard 的英文簡(jiǎn)稱，有的國(guó)家內(nèi)也將其稱之為智能卡、智慧卡、微芯片卡等等。 （ 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。 （ 1） 的飛速發(fā)展，供水行業(yè)也必將需要更高的科技技術(shù)進(jìn)行供水管理。供水部門也會(huì)因“先供水后收費(fèi)”的經(jīng)營(yíng)模式而造成資金壓力，更為重要的是，隨著社會(huì)的發(fā)展， 人們的家庭安全意識(shí)和隱私意識(shí)也隨之增強(qiáng)，這就使得入戶抄表和上面收費(fèi)的做法逐漸受到抵制。 （ 3） 部門來(lái)說(shuō)，可以實(shí)現(xiàn)先交費(fèi)再供水的用水模式。繼續(xù)采用傳統(tǒng)水表將很難完成這項(xiàng)任務(wù)。這種模式的改變其意義是巨大的。如果采用傳統(tǒng)水表是無(wú)法解決這個(gè)難題的，而采用 IC 卡智能水表會(huì)很容易的解決這些問(wèn)題。 （ 1） 以有效的解決一些技術(shù)上的問(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。 隨著科技水平不斷的發(fā)展提高，人們對(duì)傳統(tǒng)水表也提出了更高的要求：測(cè)量精度更高、可靠性好，自動(dòng)化測(cè)量、實(shí)現(xiàn)智能化、小型化、使用更加的靈活方便、能夠方便的進(jìn)行升級(jí)，還要能同時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和顯示，必須要具有和其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通 訊的功能。而沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 且，一臺(tái)普通傳統(tǒng)水表有相對(duì)獨(dú)立的特性，因此不能與其他的水表設(shè)備進(jìn)行互相通信，而且傳統(tǒng)水表的局限性很大，只能用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果不能處理、存儲(chǔ)、顯示。 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，用戶無(wú)法對(duì)其進(jìn)行更改。 傳統(tǒng)水表的主要結(jié)構(gòu) 傳統(tǒng)水表主要是由硬件構(gòu)成的，采用固定方式確定的，這也是其能實(shí)現(xiàn)的功能比較單一。 傳統(tǒng)水表 傳統(tǒng)水表經(jīng)歷了慢長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間， 它對(duì)改善人們生活、促進(jìn)科技進(jìn)步起到了無(wú)法估量的作用。因此在某種意義上來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)用水科學(xué)管理成為了當(dāng)前的首要任務(wù)。 此方式存在著工作量大，收費(fèi)周期比較長(zhǎng)，收費(fèi)相對(duì)困難，效率低下等缺點(diǎn)。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。淡水資源對(duì)國(guó)家的發(fā)展也是極為重要的，但是，我國(guó)是世界上人均淡水資源最為匱乏的幾個(gè)國(guó)家之一。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ； IC 卡 ；智能水表