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IC 卡自动加油机的设计 学校： 长春工业大学 学院： 人文信息学院 系别： 自动化 学生： 张瑞晟 指导教师：盛立峰 日期： 2012 年 6 月 5 日 一、题目来源以及选题意义 ? 本设计是一种 IC 卡自动加油机。它是基于 IC 卡 技术、单片机技术和电子技术，辅以各种功能 的接口电路设计的具有自动计量、自动收费和 统计功能的 IC 卡加油机。用户凭发放的“油量 储值 IC 卡”加油，管理人员通过“油量统计 IC 卡”对油量的使用情况进行管理，取代了传统 的人工登记、结算的管理方式，实现了加油与 管理的自动化。 ? IC 卡是近几年才出现的新型卡片，在卡片上主 要嵌有 IC （ EEPROM ，还有 CPU ）。由于它保存的 信息比较可靠安全、可以高达几万次的读写 , 所 以大量应用于公交车票 、饭票 、保健卡、收 费系统等。 二、 IC 卡自动加油机的工作原理： ? 当用户插入一张有效的 IC 卡，系统会提示输入密 码，用户在键入正确的密码之后，即可输入购油 量，在确认卡上剩余金额充足的情况下，开启自 动加油机中油泵电机和出油电磁阀，开始加油过 程。加油时，涡街传感器输出的电脉冲信号通过 光电隔离、 A/D 转换后送至微处理器，微处理器 发出控制信号，经晶体管功放带动继电器来控制 油泵电机的启停，实现自动加油。 ? 根据用户需要，加油通常有两种方式：非定量加 油和定量加油。 本设计主要完成的功能原理图： IC 卡 接口 键盘 显示 看门狗及低 电平检测 光电隔离 信号处理 涡街流量计 功能驱动 INT1 P1.0-7 RXD TXD RESET P2.7 P2.6 INT0 P2.5 油泵与 电磁阀 锁存器 NVSRAM T0-1 P2.0-4 P0.0-7 三、方案的确定 ? 本设计采用了安全性较好的 SLE4442 IC 卡。它采用 I 2 C 总线，支持 ISO 7816 同步传送协议，芯片采用 NMOS 工艺技术。含有 256 字节的多存储器结构的用 户区，能满足大部分应用领域的要求，每个字节的擦 ／写编程时间至少 2.5ms ，存储器具有至少 10000 次 的擦写周期，数据保持时间至少 10 年 . ? 单片机选用性价比较高的 AT89C51 ，它可应用于许多 高性能的场合，兼容标准 MCS-51 指令系统。 ? 流量计选用测量范围宽、重复性好，且功耗小，便于 实现远距离无损测量的 SSK600 型应力式涡街流量计。 ? SSK600 型应力式涡街流量计主要性能特点： 1) 量程宽，适用范围广； 2) 无可动部件； 3) 耐高温，最高可达 350 ℃ ； 4) 可测液体、汽油和蒸汽； 5) 结构简单易安装； 6) 输出 1 — 5V 脉冲信号，并与流量成正比； 7) 防爆型； 8) 电气连接简单，功耗低 0.5 W ； 9) 精度：液体 ± 1 ％； 10) 电源 14 — 30V DC ： 11) 自动补偿滤波器：在工作状态时自动对脉动流 体产生的干扰信号进行过滤。 四、 AT89C51 的扩展 ? EPROM 的扩展： AT89C51 的 P0 口是分时复用的地址 / 数据总线，而且与 I/O 口线复用，为了将地址与数据 总线分离开，以便片外电路的正确连接，需在片外加 地址锁存器（ 74LS373 ）。对于片内无 ROM 的 AT89C51 单片机来说程序存储器的扩展是不可缺少的 工作。本设计采用 27256 芯片扩展，通过地址锁存器 74LS373 与单片机相连。 ? RAM 的扩展：在实时数据采集和处理时，仅靠片内存 储资源不够用，所以要进行片外 RAM 扩展，此处采用 的芯片是 DCM0064 。 ? I/O 口的扩展： T89C51 单片机共有四个 8 位并行 I/O 口， 但有时这些 I/O 口不能完全提供给用户。在实际应用 系统设计中，往往供用户使用的 I/O 口是不够的，因 此常常需要进行 I/O 口的扩展。 NVSRAM 扩展 A T8 9 C 5 1 7 4 LS3 7 3 D C M 0 0 6 4 P2 .0 - P 2. 4 P0 .0 - P 0. 7 W R R D D 0 -D7 Q 0 -Q7 A 0 -A7 A 8 -A1 2 D 0. 0 -D0 .7 A L E / C E / W E G / O E V C C 锁存器 74LS373 的引脚 11(G 端 ) 是使能端，当 G=1 时，锁存器的状态 随数据端的状态变化而改变，即锁存器内容可更新；当 G 由 1 变 0 时， 低 8 位地址被锁存起来。 G 与单片机 ALE 端相连。 /0E 端 ( 引脚 1) 是输 出使能端， /0E=O 时，选通 74LS373