【正文】 顯示回車：數(shù)據(jù)指針清零LCD1602 讀寫數(shù)據(jù)時序如下圖所示：圖 1602 讀數(shù)據(jù)時序第三章 器件介紹和單元模塊設(shè)計12圖 1602 寫數(shù)據(jù)時序 SLE4442SLE4442 是德國西門子公司的接觸式加密型 IC 卡，接口電路簡單，編程方便，保密性好，其內(nèi)部用于一個 256*8 位的 EEPROM 主存儲器，另其還含有一個帶有 PROM 功能的保護存儲器，可進行加密處理，工作溫度范圍在 0℃～70℃，至少可擦寫 10 萬次以上，數(shù)據(jù)保存期最少為 10 年，工作電壓為 5V。該模塊的仿真電路如下圖所示：TR1TRAN2P2SC320uF VI1 VO3GND2U27805 RV11k Volts+ D21N407D31N407 D41N407圖 電源仿真圖圖 為該電源電路的仿真效果圖，可以看到，該模塊可以很好的工作得到一個穩(wěn)定的 5V 的電源。電壓互感器相當于一個內(nèi)阻很小的電壓源，正常運行時它的負載阻抗會很大，相當于開路狀態(tài)，二次側(cè)只有很小的電流，當二次側(cè)短路時，負載阻抗為零，將產(chǎn)生很大的短路電流，會將電壓互感器燒壞。電流互感器在正常運行時，二次電流產(chǎn)生的磁通勢對一次電流產(chǎn)生的磁通勢起去磁作用，勵磁電流很小，鐵芯中的總磁通就很小，二次繞組的感應(yīng)電動勢不會超過幾十伏。 計量模塊計量模塊的核心是通過一塊 ADE7758 芯片來完成，通過信號采集電路，將變換后的電壓電流信號輸入到該芯片，ADE7758 是一款高準確度的三相電能計量芯片，帶有兩路脈沖輸出功能和一個串行接口。第三章 器件介紹和單元模塊設(shè)計16AP CF1DG ND2DV DD3AV DD4IAP5IAN6IBP7IBN8ICP9ICN10AG ND11RE F12DO UT 13SCLK 14DIN 15CS 16CL KOU T 17CL KIN 18IRQ 19VA RCF 20VA P 21VB P 22VC P 23VN 24U5AD E7758IAPIANR11KC333nfVA PVA NCICOY210HzC422pfC522pfCOCIC6CA PSXSD0SCKSDIVC C圖 ADE7758 接線圖圖 為芯片 ADE7758 的具體接線圖，ADE7758 作為一款適用范圍極廣且功能強大的電能計量芯片在本次設(shè)計中擔任了重要的角色，通過 DOUT 管腳直接與單片機連接，通過 SPI 總線方式，與單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間相互通信，從而實現(xiàn)功率的計算，其中 DOUT管腳與單片機的 連接， SCLK 與單片機的 連接，DIN 與單片機的 連接，CS 片選信號與單片機的 連接。通過該芯片可以提供比較精確的萬年歷。上述兩個模塊通過與第三章 器件介紹和單元模塊設(shè)計18AT89C51 單片機進行連接，可以實現(xiàn)萬年歷的功能，且可以保證，在智能電表短時間斷電的情況下，時鐘不會停止運行，繼而實智能電表的分時計費系統(tǒng)可以準確的運行，我們用 Protues 仿真,電路圖如下圖所示：圖 萬年歷顯示仿真圖圖 為萬年歷顯示模塊，上圖中可以通過按鍵對 LCD 顯示進行調(diào)整，可以顯示萬年歷，分時電價，余額等信息。下圖為具體模塊：南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)19V C C1RS T2CL K3N C4G N D5N C6I /O7N C8U 3S LE4 4 42 I CC A R DV C CS LE_ RS TS LE_ CL KV C CD 0圖 SLE4442 卡座第四章 軟件設(shè)計20第四章 軟件設(shè)計本設(shè)計中，以 AT89C51 作為微處理器，采用 C 語言進行編程，配合硬件電路，共同構(gòu)成了本次設(shè)計的核心部分。令一方面，在計費系統(tǒng)正運行時，可以通過鍵盤檢測，切換顯示界面，顯示界面共有 4 種，分別為當前時間，3 種電價，余額，共計 5 種界面，當按下鍵盤 key1 后，在當前時間界面和 3 種電價界面，可以調(diào)整時間和電價，增加或者減少，分別由鍵盤 key2,key3 來控制，由此來完成時間，電價的調(diào)整。 主要芯片讀寫程序設(shè)計及設(shè)計工具本次設(shè)計采用 C 語言，C 語言具有簡潔明了的特點，在本次設(shè)計中，按照各芯片的讀寫操作時序，以 SPI 總線操作方式，分別對 DS12887 時鐘芯片，ADE7758 電能計量芯片進行讀寫操作，即可基本完成本次設(shè)計的主要功能，同時兼顧完成切換顯示時間，電價以及查詢余額，并可以調(diào)節(jié)電價。dsas=1。dsrw=1。dsas=0。第四章 軟件設(shè)計22P0=date。dsas=1。}uchar read_ds(uchar add){ uchar ds_date。dsds=1。dscs=0。dsas=0。P0=0xff。dsds=1。dscs=1。} 同時，在讀取 ADE7758 芯片中有功功率時，同樣，按照其讀時序圖，先將 CS 拉低，選中信號，再用 SCK 模擬一個時鐘信號輸入，先向 ADE7758 寫入一個地址，再從芯片讀出數(shù)據(jù)，ADE7758 和 DS12887 讀寫程序最大的不同在于，DS12887 可以將 8 位數(shù)據(jù)一次性讀出，而 ADE7758 只能一位一位的讀取，因此，在書寫讀寫函數(shù)的時，需要指明，讀取數(shù)據(jù)的位數(shù)。如前所述，在第一個字節(jié)正在向目標寄存器南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)23傳送是，可以同時開始另一個字符的傳送，但是第二個字節(jié)的傳輸過程不應(yīng)該在第一個字節(jié)傳送完成前至少 900ns 內(nèi)不應(yīng)該結(jié)束。 unsigned long rtdata=0。0x7F。 for(loop=0。loop++) { SCK=1。 if( typeamp。elseSDO = 0。 SCK=0。 type=(type1)。loopdatabit。 _nop_()。 //上升沿讀出數(shù)據(jù)if(SDI) rtdata+=1。 SCK=0。 } return(rtdata)。dula=0。set_time()。write_(0x0c)。write_(0x01)。lcden=0。lcden=1。南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)25lcden=0。lcden=0。lcden=1。lcden=0。在本次軟件設(shè)計中，最困難的地方在于對 ADE7758 的讀寫操作，ADE7758 是一塊應(yīng)用非常廣泛的電能計量芯片，第一次使用該芯片時，對于串行的讀寫操作了解不夠深入，導(dǎo)致在書寫程序的過程中，時序先后發(fā)生錯誤，不知道如何移位讀取等等，后來參考一些例子以后最終調(diào)試成功。第一部分，萬年歷等信息的顯示部分，可以用 Protues 進行仿真，Protues 是一款非常實用的仿真原件，通過載入程序到單片機中，利用 DS12887 時鐘芯片構(gòu)成的仿真效果圖，如下圖所示：圖 仿真演示效果圖Ⅰ如上圖所示，當路燈亮的時候，表示計價開始，圖中 4 個鍵盤，通過鍵盤掃描程序，可以切換顯示萬年歷，電價，余額等信息，當電價為零時，蜂鳴器長鳴，同時，綠燈熄滅，紅燈亮起，LCD 顯示屏顯示余額為零，效果如下圖所示：第五章 仿真調(diào)試28圖 仿真演示效果圖Ⅱ由于 ADE7758 在 Protues 的庫里面沒有，所以無法進行仿真，只有用實物進行演示。南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)29結(jié)語如前期仿真中所示，電源部分使用 220V 交流電，通過變壓器變壓為 12V 之后，利用一塊 L7805 穩(wěn)壓芯片，很好的得到了一個較為穩(wěn)定，且接近 5V 的電壓，誤差在+ 左右，可以利用其很好為單片機與其它核心芯片進行供電，且在自己搭建的電路中，采取了濾波等措施，電源質(zhì)量較良好。核心處理器件部分以 AT89C51 單片機為核心運行，分別可以顯示萬年歷，電價，余額等信息，整體設(shè)計的實物圖應(yīng)附帶包含效果演示，萬年歷，電價，以及余額等部分。在調(diào)試 LCD1602 顯示的時候，由于操作不當，導(dǎo)致 1602 損壞，屏幕無法顯示，造成了元器件的浪費，同時在采集回路中，由于考慮不全，在采購電阻時，只考慮到其電阻值的大小，沒有考慮到其功率的承受能力，導(dǎo)致 51K 電阻在稍微長時間的運行狀態(tài)下發(fā)熱比較嚴重，也導(dǎo)致功率的計算結(jié)果也產(chǎn)生了一定的誤差。本次畢業(yè)論文的題目為基于單片機的智能 IC 卡電表設(shè)計，由于我是負責硬件部分，所有的數(shù)據(jù)計算，電路的設(shè)計、修改、完成都是自己獨立完成，進一步了解了產(chǎn)品制作的流程。通過這個過程我了解到仿真與實際電路效果之間存在較大的差距，通過本次設(shè)計對于智能電表在設(shè)計過程中存在的問題有了一些初步的了解，并著手解決這些問題，并且本次設(shè)計是自己和另一個同學共同設(shè)計并仿真出來的，雖然沒做出實物，但是大大提升了自己的綜合實踐能力和團隊合作能力。哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1997[12] 梅麗鳳. 《單片機原理及接口技術(shù)》,北京清華大學出版社. 2022 [13] 楊寧. 《單片機與控制技術(shù)》,北京北京航空航天大學出版社. 2022[14] . 《MCS51 系列單片機實用接口技術(shù)》.北京航天航空大學出版社. [15]張毅剛. 《MCS51 系列單片機實用子程序集錦》.清華大學出版社,2022 [16] 何立民. 《單片機應(yīng)用文集》.北京航天航空大學出版社. 2022[17] 徐永權(quán),汪明慧,黃英等. 《單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》,電子工業(yè)出版社. [18] 趙茂泰. 《智能儀器原理及應(yīng)用》,電子工業(yè)出版社. [19]何立明. 《單片機典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)航》 .人民郵電出版社. [20] Simon Newman,Gavin PaymentsThe Smart Card:Smart Cards,ePayments,amp。Law Part I,ComputerLaw and Security Report，2022南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)32致謝在本次畢業(yè)論文設(shè)計過程中，遇見了很多的困難，但是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和同學們的熱情幫助下，基本實現(xiàn)了預(yù)定功能，完成了設(shè)計，從最開始茫然無措，到后來慢慢步入正軌，幾個月的奮斗，讓我收獲良多，在老師的悉心指導(dǎo)下，從最開始的仿真模擬，到后來的功能完成，每一個微小的進步都讓我興奮不已。同時也要感謝其他所有老師和我的同學對我的幫助！南昌工程學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)33附錄 電路圖