【正文】 、電源部分、電磁閥（電動(dòng)閥）控制，由智能卡讀入預(yù)購(gòu)水量等信息，使用簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，并且它的前期投資費(fèi)用低，因此日益受到供水管理部門的青睞。未來信息技術(shù)的發(fā)展必將朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，作為樓宇自動(dòng)化發(fā)展的方向的一個(gè)重要方面 |—— 智能化水表系統(tǒng)。 2. 智能水表的組成 7 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，組成框圖如圖 21 所示。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。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(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?？ㄆ旧聿粠щ姵毓╇?，工作時(shí)將卡片放在讀寫器的有效工 作區(qū)域，卡片讀寫器的天線發(fā)送無線電載波信號(hào)耦合到卡片上的天線提供電源能量，其電壓可達(dá) 2V以上，足以滿足卡片上的 IC電路供電需要。 Mifare 1 射頻 IC卡的主要性能指標(biāo)如下。 （ 2）每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組（ 2個(gè)）密碼及存取權(quán)限設(shè)置。 IC 卡讀寫電路 AT89C51 記憶單電路 通信接口電路 液晶顯示電路 通信插座 Ic 卡插座 8 （ 4）具 有防沖突機(jī)制、支持多卡操作。 （ 6）數(shù)據(jù)可保存 10年，可反復(fù)寫 10萬次。 （ 8） 106kbps 的快速數(shù)據(jù)傳輸速率。 （ 10）工作溫度范圍： 20 +50。 RC522 讀寫模塊 MF RC522 是應(yīng)用于 非接觸式通信中高集成度讀寫卡系列芯片中的一員。 作為 高集成讀寫卡系列芯片家族的新成員， MF RC522與 MF RC500 和 MF RC530 有不少相似之處，同時(shí)也具備諸多特點(diǎn)和差異。 IC卡內(nèi)部框圖 ，如圖 22所示 圖 22 IC 卡內(nèi)部示意圖 MFRC522支持 SPI、 I2C、 UART接口； (2)64字節(jié)發(fā)送和接收 的 FIFO緩存； (3) 4頁(yè)，每頁(yè) 16個(gè)寄存器，共 64 個(gè)寄存器； 9 具有硬件掉電、軟件掉電、發(fā)送掉電三種節(jié)電模式； （ 5） 支持 ISO/IEC 14443 TypeA 和 MIFARE174。 （ 3） SIGIN ：信號(hào)輸入。 單片機(jī) AT89C51 是本設(shè)計(jì)的核心器件，它主要完成了對(duì)射頻卡（ MIFARE 1 卡）的讀寫操作。 圖 24 IC卡與單片機(jī)硬件連接結(jié)構(gòu)圖 硬件電路由單片機(jī)模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和 RC522讀寫模塊 3部分電路組成，其工作原理分別如圖 2圖 25所示。 單片機(jī) AT89C51 串口電平 轉(zhuǎn)換電路 IC 卡讀寫器 報(bào)警電路 Mifare1 射頻卡 11 圖 25 RC522通信模塊 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊選用圖形液晶顯示模塊 LCD1602，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)的點(diǎn)陣型液晶模塊。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16 2既可以顯示兩行，每行 16字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 所以，使用液晶模塊時(shí)， 使用 USB(+5V)電源供電， IC卡接受模塊需要 +。 IC 卡讀寫操作步驟 1）激活 MCM 2） MCM軟復(fù)位 3）向 MCM下載密碼（ LOAD KEY），校驗(yàn)傳輸密碼正確后可向 MCM的 KEYRAM寫入用戶自己設(shè)定的密碼，以上操作與卡無關(guān)。 圖 31 單片機(jī)對(duì) IC卡操作流程圖 開始 復(fù)位應(yīng)答 防沖突機(jī)制 選擇卡片 三次相互驗(yàn)證 加值 減值 寫塊 讀塊 中止 13 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器指令集 本設(shè)計(jì)采用的是 LCD1602 液晶顯示，掌握液晶顯示主要掌握指令集，主要的 指令集如 表 31。 因?yàn)?1602識(shí)別的是 ASCII碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如“ A” 4. 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)是通過 51單片機(jī)控制 RC522系列讀寫模塊對(duì) Mifarel IC 智能卡進(jìn)行讀寫操作，控制液晶顯示等模塊，設(shè)計(jì)出使用戶先買水后用水的一種智能化水表，使水費(fèi)收取工作邁向自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì) IC卡的讀寫控制，以及卡信息的調(diào)用，以及液晶對(duì) IC卡信息 的顯示，包括卡號(hào)以及卡的類型，每刷一次卡使得 IC卡的金額減一。 14 參考文獻(xiàn) [1] [2] 姚存治 智能水表及集中抄表的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2021 [3] 周航慈 .單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù) .北京航大出版 社 .2021 [4] 楊振野 .IC 卡技術(shù)及其應(yīng)用 .科學(xué)出版社 .2021 [5] 趙文博 .單片機(jī)語言 C51 程序設(shè)計(jì) .電子工來出版社 .2021 [6] : ACTIVE 3V to Multichannel RS232 Line Drivr/Receiver [7] AT89C51 control RC522 card reader to write Mifare radio frequency nip and connect the systematic host puter through CAN bus to read， CAN bus controller is SJA1000，the transceiver is P82C250. 2021 [8] 徐瑋，沈建良 .單片機(jī)快速入門 .北京航空航天大學(xué)出版社 .2021 [9] 李朝青 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) .北京航大出版社 [10] 上海杰捷智能卡制作中心 .Shanghai Jamp。 趙欣老師淵博的知識(shí)，民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)讓我獲益匪淺，終身受用，趙老師的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對(duì)工作的兢兢業(yè)業(yè)的態(tài)度會(huì)永遠(yuǎn)激勵(lì)我認(rèn)真學(xué)習(xí)，努力工作。 unsigned int unLen。 ClearBitMask(Status2Reg,0x08)。 SetBitMask(TxControlReg,0x03)。 status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,1,ucComMF522Buf,amp。 if ((status == MI_OK) amp。 (unLen == 0x10)) { *pTagType = ucComMF522Buf[0]。 } else { status = MI_ERR。 } ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //功 能：防沖撞 //參數(shù)說明 : pSnr[OUT]:卡片序列號(hào)， 4 字節(jié) //返 回 : 成功返回 MI_OK ///////////////////////////////////////////////////////////////////// 18 char PcdAnticoll(unsigned char *pSnr) { char status。 unsigned int unLen。 ClearBitMask(Status2Reg,0x08)。 ClearBitMask(CollReg,0x80)。 ucComMF522Buf[1] = 0x20。unLen)。 i4。 snr_check ^= ucComMF522Buf[i]。 } } SetBitMask(CollReg,0x80)。 } ///////////////////////////////////////////////////////////////////// //功 能：選定卡片 //參數(shù)說明 : pSnr[IN]:卡片序列號(hào)， 4 字節(jié) //返 回 : 成功返回 MI_OK ///////////////////////////////////////////////////////////////////// char PcdSelect(unsigned char *pSnr) //卡片類型 { char status。 unsigned int unLen。 ucComMF522Buf[0] = PICC_ANTICOLL1。 ucComMF522Buf[6] = 0。 i4。 ucComMF522Buf[6] ^= *(pSnr+i)。ucComMF522Buf[7])。 status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,9,ucComMF522Buf,amp。 if ((status == MI_OK) amp。 (unLen == 0x18)) { status = MI_OK。 } return status。 unsigned int unLen。 ucComMF522Buf[0] = auth_mode。 for (i=0。 i++) { ucComMF522Buf[i+2] = *(pKey+i)。 i6。 } // memcpy(amp。 // memcpy(amp。 20 status = PcdComMF522(PCD_AUTHENT,ucComMF522Buf,12,ucComMF522Buf,amp。 if ((status != MI_OK) || (!(ReadRawRC(Status2Reg) amp。 } return status。 unsigned int unLen。 ucComMF522Buf[0] = PICC_READ。 CalulateCRC(ucComMF522Buf,2,amp。 status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,4,ucComMF522Buf,amp。 if ((status == MI_OK) amp。 (unLen == 0x90)) { for (i=0。 i++) { *(pData+i) = ucComMF522Buf[i]。 } return status。 unsigned int unLen。 21 ucComMF522Buf[0] = PICC_WRITE。 CalulateCRC(ucComMF522Buf,2,amp。 status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,4,ucComMF522Buf,amp。 if ((status != MI_OK) || (unLen != 4) || ((ucComMF522Buf[0] amp。 } if (status == MI_OK) { //memcpy(ucComMF522Buf, pData, 16)。 i16。 } CalulateCRC(ucComMF522Buf,16,amp。 status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,18,ucComMF522Buf,amp。 if ((status != MI_OK) || (unLen != 4) || ((ucComMF522Buf[0] amp。 } } return status。 unsigned int unLen。 ucComMF522Buf[0] = dd_mode。 CalulateCRC(ucComMF522Buf,2,amp。 status = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,4,ucComMF522Buf,amp。 if ((status != MI_OK) || (unLen != 4) || ((ucComMF522Buf[0] amp。 } if (status == MI_OK) { // memcpy(ucComMF522Buf, pValue, 4)。 i16。 }