IC卡水表计费系统技术研究.doc

IC卡水表计费系统技术研究 ……………………………………………总述 ……………………………………………IC卡智能水表功能 ……………………………………………硬件设计 1、…………………………………………ADuC812芯片特性 2、…………………………………………ADuC812编程 3、…………………………………………ADuC812编程外部电路 4、…………………………………………A/D转换器的使用问题 5、…………………………………………外部寻址问题 6、…………………………………………SPI串口对P3的影响 7、…………………………………………数据存储器 8、…………………………………………LCD显示 9、…………………………………………MAX653转换器 10、…………………………………………ADuC812外围接口 11、…………………………………………电磁阀驱动接口 12、…………………………………………放开表及报警装置接口 13、…………………………………………流量传感器 14、…………………………………………系统软件流程 一、总述 IC卡预付费水表是以先进的微电脑控制技术为核心，以智能卡为信息传递媒介而构成的高科技机电一体化智能仪表，具有机械计数和电子计数的双重功能，主要由智能卡读写器、低功耗微电脑、独创新型阀、流量采集及相应电路组成，在保持了传统机械式水表的特点的同时，还具有直观的电子显示。 二、IC卡智能水表功能 1、根据所购水量，自动进行供水、停水。 2、当用户水量剩下最后的一定水量时，自动蜂鸣报警。 3、可以随时提供累计流量，本月用水量、可用水量、及相应的水费信息，用户可以通过LCD 屏幕查看。 4、可以对购水量及水费进行累计。 5、保护功能，当水表被擅自拆卸时，表内部自动保护系统将关闭阀门，停止供水，并记录拆卸时间，以供查询。 6、断电保护功能，IC卡水表有交直流两种供电方式，一旦断电，表内的水费，水量信息可以保存十年以上。 7、加密功能，能对IC卡及卡表内的信息进行加密，方式非法使用， 三、硬件设计 1、ADuC812芯片特性???该芯片具有与8051兼容的内核，额定工作频率为12MHz（最大为16MHz），3个16位定时器/计数器，32条可编程的I/O口线，端口3具有高电流驱动能力，9个中断源并有2个优先级。芯片内集成有8K字节闪速/电擦除程序存储器，640字节闪速/电擦除数据存储器，片内充电泵（不需要外部Vpp?）；256字节片内数据RAM，16M字节外部数据地址空间，64K字节外部程序地址空间。在摸拟输入输出方面：片内集成有8通道、高精度的12位A/D，片内40ppm/℃电压基准，采样速率达200kSPS，DMA控制的高速A/D至RAM捕获，2个12位电压输出D/A，1个片内温度传感器。在电源方面，芯片可用3V或5V供电，并有正常、空闲和掉电三种工作摸式。片上还集成有：UART输入/输出口，双线（I2C兼容）和SPI串行I/O口，看门狗定时器（WDT）和电源监视器（PSM）。 功能框图见下图 ADUC812非常适合设计IC卡水表。为降低功耗，晶振采用1MHz，并通过编程将不用的ADC、DAC等功能模块关闭。工作电源选择3V，所以ADUC812的正常工作电流为3.8mA，如果处于待机工作模式，电流消耗更低，完全符合IC低功耗的要求。另外，它具有工业级的工作范围和较强的电磁干扰能力，以它为核心的IC卡水表也可以完全应用于工业现场的水量、水费计量。 2、ADUC812编程 QuickStart开发系统是支持ADC812的开发工具包，功能完善，包括下载、调试和模拟等功能。对于不同的应用场所可以方便的修改系统的参数，既不需要编程器，也不需打开机壳插拨芯片，只需将一条电缆连接到计算机的COM1或COM2即可。另外该转换器还支持看门狗定时器、电源监视器及ADC的DMA等功能，可编程的I/O口具有三种类型的串口UART、SPI、I2C，价格也比较便宜，是一种理想的转换器。系统的硬件组成如下图（1）所示。 图1? ADUC812与PC机串口通信的硬件电路图 其中ADM202及P3.0\P3.1构成了与计算机通信的RS232接口，它有两个功能，一是实现计算机与数据采集系统的数据通信。另一功能是与JP1配合使用，完成将程序从计算机下载到ADuC812片内的闪速/电摖除程序存储器中。当下载程序时，需将单片机系统的电源关掉，用屏蔽帽屏蔽JP1，单片机系统再上电，ADuC812进入程序下载状态，运行SERIAL WINDOW DOWNLOAD可以将HEX文件下载到芯片内。ADM812组成了系统的复位电路。在线调试注意事项 　　ADuC812与其他单片机突出不同之处在于支持它的开发系统不同。QuickStart开发系统是支持A