IC卡智能水表电路设计
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计【摘要】本文的重点是对新型的IC卡智能水表电路进行设计和研究，它的主要特征是：以STC89C52单片机为核心，可以实现对IC卡的读写，对液晶屏幕的显示、电磁阀的开闭，对流量计脉冲的提取进行控制。
此外，它还拥有存储电路，可以完成对水表信号的读写处理，并对水表工作进行监控。
同时还能提供安全保护、自动报警、通讯接口等电路设计，以满足用户对IC卡智能水表控制系统的要求。
通过现场数据采集和实时传输水表数据，可以轻松准确地了解用户的用水量、剩余水量和购水量等信息，实现对用户的实时监控。
【关键词】单片机IC卡智能控制水表1水表的系统方案设计本系统以实现控制水的功能为基本原则，同时又要满足低功耗的要求。
首先，用户持IC卡到自来水公司购水，自来水公司用读写器把购水记录的数据写入IC卡中，之后用户将IC卡放在水表的读取和写入模块的感应区，然后IC卡读取和写入模块把IC卡中的数据传输到单片机，单片机就会根据IC卡中有无余额来决定是否要打开电磁阀，同时在LCD模块上显示出水表中的结余金额、用水量、余水量等信息；在用户用水时，流量传感器会将收集到的用水量数据的脉冲信号传输给单片机，通过单片机来计算目前的余额。
当余额低于设置值时，将发出警报，当余额为零时，将自动将电磁阀关闭，直至再次读入IC卡中。
此外，在这个设计中，还考虑到了防拆卸的功能，如果有人想要强行拆卸水表，就会触发水表内的防盗开关，当单片机探测到这个信号时，控制电磁阀自动关闭，并且报警器会发出警报声。
2 智能水表的硬件部分设计2.1 主控制装置本设计所采用的STC89C52是一个8位的CMOS51单片机，它有8KB的可编程性和可擦去性。
其具有32个输入输出端口、6个中断信号和2个计时器。
芯片中的闪存能够让程序在系统中进行更改，或者利用传统的非易失内存编程器改写相应的程序。
STC89C52是一种功能强大，性能稳定，性价比较高，在各类控制系统中有着广泛的应用。
IC卡水表的设计
任务一知识储备—LED点阵与单片机的接口技术
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7
共阳点阵
R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7
共阴点阵
8根行线用R0~R7表示，8根列线用C0~C7表示。 共阴和共阳是指同一行LED发光二极管的连接方法，二者本质上是一样的。
任务一LED点阵显示 屏与单片机的接口电 路设计
任务要求 知识储备：LED点阵与单片机的接口技术 任务实施
任务二 LED广告字显 示屏软件设计
任务要求 知识储备 任务实施
1.点阵向左移动显示原理 2.点阵取模软件PCtoLCD
任务一任务要求
设计16×16 LED点阵与单片机的接口电路。 能力目标： 能设计LED点阵与单片机的接口电路。 知识目标： 熟悉LED点阵内部结构及显示原理； 掌握16×16点阵显示汉字原理； 掌握LED点阵驱动芯片595的使用方法； 掌握4-16译码器154的使用方法。
任务一知识储备—EEPROM 24C02
24C02是一个串行CMOS EEPROM（低功耗电擦除可改写ROM），内部有256字节， 每页8字节，共32页；编程/擦除寿命达100万次；数据能保存100年以上。该器件通过 I²C（Inter IC）总线接口进行操作，有写保护功能。
一、引脚配置
24C02
行线（R0~R7）上加载扫描选通信号（低电平）， R1
列线（C0~C7）为数据输入端，当行线上有一个负 R2
脉冲选通信号时，列端8位数据中为“1”的发光二极 R3
管导通点亮。显示时采用逐行扫描方式，列端不断 R4
输入数据，行扫描按至上而下的顺序逐行选通，扫 R5
IC卡智能水表PCB板开发
Protel DXP 印制电路板设计IC卡智能水表PCB板开发学院：信息技术学院指导老师：于庆海班级： B1006姓名：宋晓芳学号：0915100621目录一、电路概述 ................................................... - 3 -二、功能原理 ................................................... - 3 -2.1 PIC16F84 .................................................. - 3 -三、原理图 ..................................................... - 4 -四、PCB图...................................................... - 5 -五、项目元件清单 ............................................... - 5 -六、自制原件说明 ............................................... - 7 -七、心得体会 ................................................... - 7 -一、电路概述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、独创新型电机阀、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。
具有设计先进、技术含量高、功能完备、计量准确、性能可靠、体积小、显示直观、外形精美以及安装便捷、使用方便的优点，适用于城市居民自来水的计量和收费，避免了偷水、漏水、冒水事件的发生，通过电子计费达到了节水和科学管理的目的同时改变了传统的城市供水管理方式，变“先用水，后交费”为“先交费，后用水”，提高了供水行业的现代化管理水平，同时方便了用户的使用，避免了查表收费给用户带来的诸多不便。
IC卡智能水表的工作原理及设计
IC 卡智能水表的工作原理及设计
今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种IC 卡智能水表。
该专利
由宁波金泉智能水表有限公司申请，并于2017 年2 月8 日获得授权公告。
内容说明
本实用新型涉及智能水表的技术领域，具体地是一种IC 卡智能水表。
发明背景
IC 卡智能水表是在传统水表的基础上发展出来的可以通过预付费实现水表的启闭的智能水表，其已经被广泛的推广到各大院校、公寓和企事业单位的宿舍等场合。
但是现有的IC 卡智能水表一般沿用传统水表的整体式结构，因此其内的芯片以及电路模块损坏时只能整个水表更换，因此成本较高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种IC 卡智能水表，其维护方便，在水表部分零部件损坏时无需整体报废，因此节约成本。
一款使用IC卡的智能水表的设计与实现
一款使用IC卡的智能水表的设计与实现摘要随着工业化的发展，传统的水费收取方式不能满足社会的发展步伐，因此，一款基于单片机的IC卡智能水表的设计满足了人们的需求。
它可以彻底改变自来水的收费方式，实现管理现代化。
本文介绍了一种基于单片机的IC卡智能水表，以数字集成电路技术为基础，以STC12C5A60S2单片机为核心，软件、硬件相结合，组成基于IC卡的智能水表、实现了用水量统计功能、自动供停水功能、显示功能、报警功能、掉电自动保护数据功能及一户一卡功能。
采取由用户自行到自来水管理部门预购自来水的方式，同时“一卡通”的设计可以促进一体化的物业管理，不但使物业管理更加人性化，同时也使节约水资源的科学管理更加方便，既解决了传统收费方式所带来的人工和社会问题，而且IC卡智能水表使用方便，安全可靠，用户可以直观地了解用水情况。
因此，研制一种低功耗、计量准确的智能水表显得极为重要。
本设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。
硬件部分介绍了IC卡智能水表的设计，单片机STC12C5A60S2的功能及其在电路中的作用。
软件部分：在了解电路设计原理后，根据原理和目的画出电路流程图，编写程序。
本系统主要包括水流量检测模块、LCD显示模块、IC卡读写模块、数据存储模块及电磁阀控制模块等五个部分组成。
关键词：智能水表，STC12C5A60S2，数字集成电路，IC卡Design and Implementation of a IntelligentWater Meter Based on IC CardAbstractWith the development of industrialization, the traditional way to collect water does not meet the pace of social development, therefore, a single-chip IC card smart meter-based on design to meet the people's needs. It can completely change the way water charges, modernize management.This paper describes a microcontroller-based on IC card intelligent water meter, the design is a digital integrated circuit technology as the basis, STC12C5A60S2 microcontroller core, software, hardware combine to form smart meter IC card-based, statistical functions to achieve the water automatic functions without water supply, display, alarm function, automatic power-down data protection features and a one card function. This approach taken by the user to pre-tap water management approach, while "card" design can contribute to the integration of property management, property management not only more human, but also to save water resources science and management more convenient, both solve the traditional charging method brought labor and social issues, and IC card smart meter easy to use, safe, reliable, user can intuitively understand the water situation, therefore, the development of a low-power, accurate measurement of the smart meter is extremely important .The design is divided into two parts, hardware and software components. One section describes the hardware design, microcontroller STC12C5A60S2 IC card smart meter functionality and its role in the circuit. Software part: after understanding the circuit design principles, based on the principles and objectives of the circuit to draw flowcharts, programming. The system includes water flow detection module, LCD display module is composed of five parts, IC card reader module, data storage module and solenoid valve control module.Key words: Smart water meter, STC12C5A60S2, Digital integrated circuits,IC Card目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1研究现状 (1)1.2研究目的及意义 (1)1.3课题预期成果 (2)第2章关键技术介绍 (3)2.1单片机简介 (3)2.2K EIL C51编译器 (3)2.3接触式IC卡原理 (4)2.4水流量传感器原理 (4)第3章系统硬件设计 (5)3.1系统结构 (5)3.2系统开发环境 (5)3.3系统任务的可行性分析 (6)3.3.1 技术实际应用 (6)3.3.2 成本估算 (6)3.3.3 系统的技术支持 (6)3.4系统安全和防干扰设计 (6)第4章系统设计 (8)4.1设计版图 (8)4.2设计中涉及到重要器件介绍 (8)4.2.1本系统单片机的介绍 (9)4.2.2 24C02接触式IC卡介绍 (9)4.2.3 继电器介绍 (9)4.2.4显示器介绍 (10)4.3系统硬件电路设计 (10)4.3.1 单片机最小系统电路设计 (10)4.3.2 显示器电路设计 (11)4.3.3 IC卡读写电路设计 (11)4.3.4电磁阀控制的设计 (12)第5章系统实现 (13)5.1软件流程图 (13)5.2系统主要程序 (13)5.2.1 IC卡读写程序 (13)5.2.2显示驱动驱动程序 (15)第6章系统测试 (17)6.1系统软件测试 (17)6.2系统硬件测试 (17)6.3整体测试 (18)6.4本章小结 (18)第7章结论 (18)参考文献 (20)致谢..................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的IC卡水表的设计学士学位论文
基于单片机的IC卡水表的设计摘要智能IC卡水表是一种集计量功能和控制功能为一体的水量计量装置，是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、对用水量进行计量并能进行用水数据传递及结算交易的新型水表。
该水表的研发从根本上改变了自来水公司传统的工作方式，形成了先买卡充值再用水的服务模式，有效的避免了水费的流失、为降低自来水公司经营成本提供了先进的管理手段，解决了长期困扰供水行业的水费拖欠问题，更重要的是使公民的用水观念和供水部门的管理方式发生了根本改变。
本次设计的智能IC卡水表系统利用单片机AT89C51作为主要芯片，完成了充值、扣费、复位等功能。
显示部分采用LCD12864液晶显示器，能够支持汉字和数字输出，简单明了。
键盘采用矩阵键盘模块，输入方便。
IC卡采用了西门子公司的SLE4442逻辑加密卡。
设计结果表明，此系统设计容易，结构简单，造价低廉，维修方便。
本文详细介绍了系统的整体原理，分析了系统的硬件及软件设计，并制作了实物。
关键词：单片机；IC卡；智能水表AbstractThe intelligent IC card water meter is a kind of water metering measuring function and control functions of the device, is the use of modern microelectronic technology, modern sensor technology, '(new water meter card technology of the water metering and can use data transfer and settlement of transactions. Research and development of the water change water company the traditional working way fundamentally, formed the card to buy water service mode, in order to avoid water loss, provides advanced management method to reduce the water company operating cost, solve the problem of arrears of long-term problems in water supply industry water, more important is to make a fundamental change in the concept of water use and water supply departments of civil management.The design of the intelligent IC card water meter system using single chip microcomputer AT89C51 complete recharge, fee deduction, reset functions. The display part using LCD12864 liquid crystal display, can support Chinese characters and the digital output, simple and clear. The keyboard using matrix keyboard input module, convenient. IC card using SLE4442 logic encryption card Siemens ltd.Results show that, this system is easy to design, simple structure, low cost, convenient repair. This paper introduces the principle of the whole system, discusses the hardware and software design of the system and create the physical.Key words:microcomputer；IC card；Intelligent water meter目录1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 传统水表 (1)1.2.1 传统水表的主要结构 (1)1.2.2 传统水表的主要特点 (1)1.3 智能IC卡水表 (2)1.3.1 智能IC卡水表的主要特点 (2)1.4 IC卡的发展历史 (3)1.5 研究内容 (3)2 IC卡水表的整体设计 (5)2.1 系统的功能说明 (5)2.2 系统总体方案设计 (5)2.2.1 IC卡选择 (6)2.2.2 键盘选择 (7)2.2.3 显示器的选择 (7)3系统各模块硬件电路设计 (9)3.1Protel电路原理图设计软件 (9)3.2 单片机部分 (12)3.2.1单片机AT89C51介绍 (12)3.2.2 AT89C51主要管脚介绍 (13)3.2.3 芯片擦除 (14)3.3 时钟电路和复位电路 (15)3.4 LCD12864液晶显示电路 (16)3.5 SLE4442IC卡部分 (17)3.5.1 SLE4442IC卡的主要指标 (17)3.6 键盘设计 (18)3.7 报警电路 (19)4 软件设计 (20)4.1 主程序设计 (20)4.2 子程序流程图 (21)4.2.1充值程序流程图 (21)4.2.2 用水扣费程序流程图 (22)5 编程与系统调试 (24)5.1 编程工具Keil (24)5.1.1 uvision4集成开发环境介绍 (25)5.2调试结果 (26)5.2.1 实物调试 (26)5.2.2 上电选择 (26)5.2.3 充值界面 (26)5.2.4 用水扣费状态 (27)结论 (29)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 英文原文 (33)附录B 汉语翻译 (39)附录C 主要程序 (44)附录D电路原理图 (48)1 绪论1.1课题背景科学技术发展的脚步越来越快，加快了资源的消耗，特别是人们日常生活必不可少的淡水资源。
IC卡智能水表的设计
第9卷 第2期2007年3月天津职业院校联合学报Jou rnal of Tianjin Vocational Institutes NO.2Vol.9Mar.2007IC 卡智能水表的设计韩桂利(天津电子信息职业技术学院,天津市 300132)摘 要: 随着城市发展供水的规模日益扩大,迫切需要用现代化科学技术手段改变自来水供水管理的落后现状。
IC 卡水表系统的出现,实现了用水收费的电子化,从根本上杜绝欠缴、迟缴、漏缴水费的现象,使自来水公司的日常工作和管理流程化、自动化、科学化,提高自来水公司的服务质量和竞争力。
关键词: IC 卡;阀门;流量传感器;微处理器;IC 卡读/写器中图分类号:TH248 文献标识码:A 文章编号:1673-582X(2007)02-0006-03收稿日期:2006-06-26作者简介:韩桂利(1957-),男,天津市人,天津电子信息职业技术学院讲师,主要研究单电机开发制作及自动控制。
一、IC 卡智能水表的功能描述1.供、停水的控制功能当用户将购得的水卡(IC 卡)插入水表时,表内系统在确认该卡有效后,自动打开阀门,进行正常供水。
当用水量剩下最后一定量时,水表开始通过指示灯闪烁等方式发出报警信号,提醒用户应及时购水。
一旦用水量达到水卡所购水量,水表将自动关闭阀门,切断供水。
2.用水量显示功能为了便于用户及时掌握用水情况,用户可通过水表的液晶显示屏,查看累计用水量、本月用水量及可用水量(指卡表内所剩余的水量)。
当用户插入购水后的IC 卡时,能够自动将水表结余水量与本次购水量进行累计并显示。
3.自动保护及信息加密功能IC 卡水表采用电池供电,水表的水量等重要参数均存储在EEPRO M 芯片内,其数据可保存10年以上。
由于来用掉电保护功能,当水表被擅自拆卸时,表内自动保护系统将自动关闭阀门,停止供水,并记录拆卸时间,以备查。
此外,对IC 卡及卡表内的信息进行加密,做到一卡一表,使系统不易被仿制和非法使用。
IC卡智能水表电路设计
实验报告实验报告撰写要求一、实验前用预习报告纸撰写预习报告，预习报告包括以下内容1、实验目的2、实验用仪器设备、器材或软件环境3、实验原理、方案设计、程序框图、预编程序等4、实验过程中需要记录的实验数据表格二、实验过程中，要认真观察，仔细记录三、完成实验后用实验报告纸撰写实验报告，包括以下内容1、仪器设备型号及编号2、实验器材或软件环境3、实验步骤、程序调试方法4、实验数据处理及结果分析5、实验中存在的问题6、体会及思考题四、报告撰写时，要求格式规范、书写整齐预习报告成绩：指导教师审核（签名）：年月日预习报告1、实验目的（1）了解完整的PCB板设计工序及方法；（2）掌握原理图的设计方法；（3）掌握PCB板基础知识及设计方法；（4）了解PCB的设计规则。
2、实验用仪器设备、器材或软件环境（1）微机（最低配置: Pentium 4 CPU, 128M内存）；（2）Protel DXP软件（最低版本：）；（3）Windows2000/XP环境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 以上版。
3、设计要求本实验要求在Protel DXP软件平台上设计IC卡智能水表的PCB板。
具体要求如下：（1）采用双面板设计PCB（外形及尺寸根据具体电子系统合理布局）；（2）PCB板中的过孔为穿透式、元件安装方式为单面安装；（3）PCB板中的信号导线的宽度≥10mil、电源导线宽度≥30mil，其他参数自定。
4、实验报告要求（1）首先设计电路原理图，要求在设计原理图时要按步骤来设计，具体可以参照教材上的设计实例，要添加图形来说明实验过程；（2）其次设计电路的PCB板，具体要求如下：元件的布局采用手工布局的方式，布局时要考虑元件布局的规则；布线采用自动布线的方式，布线前要设计布线的规则；要分步骤来说明PCB的设计过程，要时添加图形来说明实验过程；（3）实验报告中要写明实验中遇到的问题、解决的方法和实验体会。
基于单片机的IC卡智能水表设计(有cad图)
目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1课题背景及意义 (3)1.2 传统水表 (4)1.2.1 传统水表的主要结构 (4)1.2.2 传统水表的主要特点 (4)1.3 智能水表 (4)1.3.1 智能水表的特点 (5)1.3.2 国内外智能水表的发展现状及发展趋势 (6)第2章智能水表的组成和单片机的选择 (7)2.1智能水表系统硬件组成 (7)2.2 AT89C51单片机简介 (8)2.2.1 89C51单片机的基本组成 (8)2.2.2 89C51单片机引脚及其功能 (9)第3章系统各模块硬件电路设计 (10)3.1 IC卡读写电路 (10)3.1.1 Mifare 1射频IC卡 (10)3.1.2 H6152读写模块 (13)3.1.3 IC卡读写电路的原理及说明 (13)3.2 液晶显示电路 (16)3.2.1 液晶显示模块 (16)3.2.2 电源模块 (18)3.2.3 单片机模块 (20)3.3 记忆单元电路 (20)3.3.1 I2C总线简介 (20)3.3.2 AT24C01简介 (22)3.3.3 硬件原理图 (22)3.4 电磁阀控制电路 (23)3.5 其它模块电路 (24)第4章系统各模块软件设计 (25)4.1 IC卡读写软件设计 (25)4.1.1 H6152内部寄存器 (25)4.1.2 H6152通信协议与控制命令 (27)4.1.3 IC卡读写电路程序流程图及部分程序 (31)4.2 液晶显示电路软件设计 (32)4.2.1液晶控制驱动器指令集 (32)4.2.2程序流程图及部分程序 (34)4.3 记忆单元电路软件设计 (36)第5章结论 (37)参考文献 (38)谢辞 (39)附录：电路图 (40)基于单片机的IC卡智能水表设计摘要为适应国家用水制度的改革，研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动控制，减轻供水管理部门因“先供水后收费”造成的资金压力，减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷，用现代科学技术手段改变自来水管理体制的落后现状，势在必行。
335 基于单片机的IC卡智能水表设计
目 录摘 要 (1)Abstract (2)第 1 章 绪论 (3)1.1课题背景及意义 (3)1.2 传统水表 (4)1.2.1 传统水表的主要结构 (4)1.2.2 传统水表的主要特点 (4)1.3 智能水表 (4)1.3.1 智能水表的特点 (5)1.3.2 国内外智能水表的发展现状及发展趋势 (6)第 2 章 智能水表的组成和单片机的选择 (7)2.1智能水表系统硬件组成 (7)2.2 AT89C51单片机简介 (8)2.2.1 89C51 单片机的基本组成 (8)2.2.2 89C51单片机引脚及其功能 (9)第 3 章 系统各模块硬件电路设计 (10)3.1 IC卡读写电路 (10)3.1.1 Mifare 1 射频IC 卡 (10)3.1.2 H6152读写模块 (13)3.1.3 IC 卡读写电路的原理及说明 (13)3.2 液晶显示电路 (16)3.2.1 液晶显示模块 (16)3.2.2 电源模块 (18)3.2.3 单片机模块 (20)3.3 记忆单元电路 (20)3.3.1 I 2 C 总线简介 (20)3.3.2 AT24C01 简介 (22)3.3.3 硬件原理图 (22)3.4 电磁阀控制电路 (23)3.5 其它模块电路 (24)第 4 章 系统各模块软件设计 (25)4.1 IC卡读写软件设计 (25)4.1.1 H6152内部寄存器 (25)4.1.2 H6152通信协议与控制命令 (27)4.1.3 IC 卡读写电路程序流程图及部分程序 (31)4.2 液晶显示电路软件设计 (32)4.2.1 液晶控制驱动器指令集 (32)4.2.2 程序流程图及部分程序 (34)4.3 记忆单元电路软件设计 (36)第 5 章 结论 (37)参考文献 (38)谢 辞 (39)附录：电路图 (40)基于单片机的 IC卡智能水表设计摘 要为适应国家用水制度的改革，研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动控制， 减轻供水管理部门因“先供水后收费”造成的资金压力，减少每月抄表、收费所带来的 麻烦和因收费问题带来的纠纷，用现代科学技术手段改变自来水管理体制的落后现状， 势在必行。
基于MSP430的智能IC卡水表控制器
基于MSP430的智能IC卡水表控制器引言随着IC 卡应用的普及，利用IC 卡实现“预付费方式”的水费管理成为可能。
目前的电子水表按照抄表的方式主要可以分为网络式和分立式。
由于在某些场合需要对旧的水表系统改造，如果采用网络式抄表方式需要进行抄表线路的铺设，这给施工带来很大的问题。
而分立式的IC 卡水表收费系统则无需考虑这一问题，这为管理部门和用户提供了极大的便利。
1 硬件电路设计本控制器以MSP430 单片机为控制核心。
MSP430 系列单片机是美国TI 公司从1996 年开始推向市场的一种16 位RISC 架构、超低功耗的混合信号处理器。
电源采用1．8～3．6 V 低电压、RAM 数据保持方式下耗电仅0．1μA，活动模式下耗电250μA／MIPS，IO 口漏电流仅为50 nA（一般单片机为1～10μA）。
非常适合水、燃气、热、电表等电池供电设备的设计。
单片机系统图如图1 所示。
系统整体电路方案如图2 所示。
1．1 IC 卡接口部分电路设计利用德国西门子SLE 4442 卡与单片机进行通信，来完成对水表的控制、用户充值和查看水量等功能。
IC 卡接口电路便是IC 卡与单片机连接的枢纽。
本设计可兼容4442 卡和T5557 卡两种卡片。
电路预留了单片机与IC 卡的接口。
可根据设计需要灵活选择卡片种类。
SLE4442 卡遵循I2C 协议，读写时序与I2C 相类似。
一般说来，IC 卡只要直接和单片机相连即可以应用，但是为了使设计更加稳定，在IC 卡与单片机之间增加一些电阻以达到保护的目的。
另外IO 口和。
一项基于LSD4F8108的IC卡智能水表设计方案
一项基于LSD4F8108的IC卡智能水表设计方案一项基于LSD4F8108的IC卡智能水表设计方案一、智能IC卡预付费水表1、智能IC卡水表智能IC卡水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。
这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是一个很大的进步。
智能IC卡水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。
由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。
IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可利用银行进行结算的特点。
2、基本结构原理IC卡水表的外观与一般水表的外观基本相似，其安装过程也基本相同。
IC卡水表的使用很简单，从用户的角度看，就时把IC卡卡片向水表里插一下。
IC卡水表的工作过程一般如下：将含有金额的IC卡片插入水表中的IC卡读写器，经微机模块识别和下载金额后，阀门开启，用户可以正常用水。
当用户用水时，水量采集装置开始对用水量进行采集，并转换成所需的电子信号供给微机模块进行计量，并在LCD显示模块上显示出来。
当用户的用水金额下降到一定数值时，微机模块进行声音报警，提示用户应该去持卡交费购水。
如超过用水金额，则微机模块会自动将电控阀门关闭，切断供水。
直至用户插入已经交费的IC卡片重新开始开启阀门进行供水。
3、功能用途智能IC卡预付费水表采用低功耗、高性能单片微机处理器，配以家用冷水基表，采用于簧管脉冲计数方式自动计量用户用水量，实现“先付费、后用水”的预付费控制功能。
该仪表采用一户一表一卡，凭卡用水，卡中数据输人表中，水表自动开阀供水，用完后自动关阀断水，必须重新购水，方能重新用水。
智能水表可以提高管理效率，有效防止欠费，避免上门抄表，实现节约用水。
IC卡智能水表的设计doc
检测技术与仪表实验课程设计题 目 IC 卡智能水表的设计姓 名 徐烨苗 王建彬 陈继扬学 号 3090433004 3090433027 3090433008专业班级 09自动化1班任课教师 钟伟红分 院 信息科学与工程分院完成日期 2011年12月20日宁波理工学院摘要本文设计了一种新型的基于PIC16F84 单片机IC 卡水表控制系统，给出了其硬件电路及相关的软件控制流程。
该水表控制系统具有低功耗、高安全性，有着良好的市场前景。
关键词：IC卡；水表；低功耗设计目录摘要 (2)关键词：IC卡；水表；低功耗设计目录 (2)1引言 (4)1.1课题的背景和意义 (4)1.1 本论文主要工作 (4)2 总体设计方案 (5)2.1 系统结构 (5)2.2元件介绍 (5)3各模块介绍 (6)3.1硬件电路设计 (6)3.1.1主系统 (6)3.1.2电源设计 (7)3.1.3液晶显示接口 (7)3.1.4 PIC16F84 单片机 (8)3.1.5 IC卡及读写电路 (8)3.2软件流程 (8)4低功耗性 (10)参考文献12附录13-1引言1.1课题的背景和意义长期以来，自来水用户的用水量管理依靠人工抄表。
然后由收费员到各家收费或各用户去银行交费。
这种传统的收取水费的做法需要的工作人员多，费时、费力、效率低，常常出现用户欠费、迟缴或漏缴水费等问题。
采用IC卡智能水表后．可以改变自来水收费及管理的现状，达到下列管理目标：（1）智能水表代替传统水表，用IC卡实现预付费，实现“先付费后用水”、持卡结算的理想管理模式，从根本上杜绝欠缴、迟缴、漏缴水费的现象，使自来水公司应收费用及时到位。
（2）建立自来水公司计算机信息管理网络系统，实现对自来水供应、自来水用户及自来水公司员工的科学化管理；建立完善的财务核算管理，使自来水公司的日常工作和管理流程化、自动化、科学化，提高自来水公司的服务质量和竞争力。
（3）减轻工作人员的劳动强度，消灭(减少)现金交易。
IC卡智能水表的设计
当用 户 将 购得 的 水 卡 （Ｃ卡 ） 入 水 表 时 ， 内系 统 在 确认 该 卡 有 效 后 ， Ｉ 插 表 自动 打 开 阀 门 ， 行 正 常 供 水 。 当用 水 量 进 剩 下 最 后 一 定 量 时 ， 表 开 始 通 过 指 示 灯 闪烁 等 方 式 发 出 报 警 信 号 ， 醒 用 户 应 及 时 购 水 。一 旦 用 水 量 达 到 水 卡 所 水 提 购 水 量 ， 表 将 自动 关 闭 阀 门 ， 断供 水 。 水 切
３ 自动保 护及 信 息加 密 功 能 ．
Ｉ 水 表 采 用 电 池供 电 ， 表 的 水 量 等 重 要 参数 均 存 储 在 Ｅ Ｐ ＯＭ 芯 片 内 ， 数 据 可 保 存 １ Ｃ卡 水 ＥＲ 其 Ｏ年 以 上 。 由于 来 用掉 电保 护功 能 ， 当水 表 被 擅 自拆 卸 时 ， 内 自动 保 护 系 统 将 自动 关 闭 阀 门 ， 止 供 水 ， 记 录 拆 卸 时 间 ， 表 停 并 以备 查 。 此 外 ， Ｉ 及 卡 表 内 的信 息 进 行 加 密 ， 到一 卡一 表 ， 系 统 不 易 被 仿 制 和 非 法 使 用 。 对 Ｃ卡 做 使
源 增 加 了难 度 。用 户 可 以通 过 定 期 更 换 电 池 ， 持 Ｉ 卡表 正 常 运 行 ， 同 时也 给 Ｉ 维 Ｃ 但 Ｃ卡 留 下 了 技 术 安 全 的 两 大 隐 患 。 其 一 用 户 自行 更 换 电池 ， 味着 控 制 器 将 有 更 多 机 会 遭 受 劣 质 电池 的 侵 袭 ， 成 元 器 件 损 坏 。 其 二 更 换 电池 为 技 术 意 造
收 稿 日期 ：０ ６—０ ２０ ６—２ ６
作 者 简 介 ： 桂 利 （９ ７ ， ， 津 市人 ， 津 电子 信 息 职 业 技 术 学 院讲 师 ， 韩 １５ 一） 男 天 天 主要 研 究 单 电机 开 发 制 作 及 自
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计[附程序+图]
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摘要第1章绪论1.1 本研究课题的背景及意义1.2 本研究课题的发展趋势1.3 本文的工作第2章设计思想与方案论证2.1 设计思想2.2 方案比较1. 方案一：脉冲发讯集中抄收式智能水表系统2. 方案二：基于CAN总线的智能水表自动抄收系统3. 方案三：基于89C2051单片机的IC卡智能水表系统2.3 方案选择第3章IC卡智能水表的硬件设计3.1 主系统的构成3.2 微处理器3.2.1 单片机的选型1. 单片机的系统适应性2. 单片机的市场供应情况3. 单片机的可开发性3.2.2 单片机AT89C2051简介3.3 传感器的选择3.3.1 霍尔接近开关传感器3.3.2 光电检测传感器.................................................................................................................................3.3.3 Wiegand(韦根)传感器1. Wiegand传感器组成2. Wiegand传感器工作原理3. Wiegand传感器工作方式4. WG系列韦根传感器原理及其特点3.4 信号处理模块的设计3.5 电磁阀的选择与设计1. 采用光电耦合器进行隔离(如图3.10所示)2. 在电磁阀供电端跨接压敏电阻抗干扰3.6 片外数据存储器的设计3.7 IC卡及其接口电路的设计3.7.1 基于AT24C0X系列的IC卡3.7.2 IC卡的接口电路的设计3.8 人机交互接口的设计3.8.1 报警电路的设计3.8.2 显示电路的设计3.9 电源的设计3.9.1 电池能量的检测3.9.2 超级电容的应用3.10 检测模块的设计第4章IC卡智能水表的软件设计4.1 主程序的设计4.2 外部中断0子程序4.3 外部中断1子程序4.4 IC卡的读写软件设计4.4.1 SDA和SCL信号4.4.2 IC卡的写操作4.4.3 IC卡的读操作4.4.4 IC卡芯片的控制字节和器件寻址4.4.6 IC卡处理程序流程图4.5 片外数据存储器读写软件设计4.6 显示子程序第5章关于IC卡智能水表的关键问题及解决办法5.1 IC卡智能水表的低功耗问题5.2 低功耗解决方案1. 选择低功耗电磁阀2. 选择低功耗器件3. 选择低的工作电压和低的工作频率5.3 IC卡智能水表的安全性问题5.4 安全性问题解决方案1. 售水用IC卡（用户卡）的安全性2. 表内信息的安全性第6章系统调试6.1 调试设备6.2 硬件调试1. 静态调试2. 动态调试6.3 软件调试6.4 调试现象总结参考文献附录程序清单摘要很长一段时间以来，自来水用户的用水量管理依靠人工抄表，然后由收费人员到各家去收费或用户到指定地点自行缴纳。
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案1文献综述1.1课题的背景及意义环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题，保护环境是全人类的共同任务。
水资源作为生态环境中的重要资源，是人类生活的生产中不可取代的资源，对一个国家的生存和发展也是极为重要的。
水资源是一切生命的源泉，是人类不可缺少的物质条件，没有水人类就不能生存，没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。
IC卡智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。
这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是一个很大的进步。
IC卡智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，同时可以进行用水数据存储的功能。
由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。
IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可利用银行进行结算的特点[1]。
IC卡智能水表及其管理系统的出现，将从根本上解决了已上问题。
采用IC卡智能水表进行交易结算，不但实现了用水收费的电子化，而且还改变了先用水后收费的不合理状况，使的供水部门能预先收取部分费用，有利于公用事业的发展。
IC卡智能水表具有成本低、可靠性高、使用寿命长及安全性好等优点，可提高居民用水收费的管理水平，确保供水部门能及时收取水费。
因此，IC卡智能水表成为相关科研单位关注的重点，具有很好的经济效益与社会效益[2]。
1.2 智能水表的发展趋势随着微电子技术的快速发展，加上国家相关政策的推动，民用计量仪表的智能化将是一个必然的发展方向。
这不仅是中国的一种趋势，也将成为世界性的趋势。
而在近十年里，单体式智能IC卡类仪表又将会是发展主流。
从实际情况看，现在的IC卡智能水表确实还存在着许多影响其大规模推广使用的问题。
这些问题集中起来主要是（1）价格太高；（2）质量不可靠；（3）存在安全隐患。
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实验报告
实验报告撰写要求
一、实验前用预习报告纸撰写预习报告，预习报告包括以下内容
1、实验目的
2、实验用仪器设备、器材或软件环境
3、实验原理、方案设计、程序框图、预编程序等
4、实验过程中需要记录的实验数据表格
二、实验过程中，要认真观察，仔细记录
三、完成实验后用实验报告纸撰写实验报告，包括以下内容
1、仪器设备型号及编号
2、实验器材或软件环境
3、实验步骤、程序调试方法
4、实验数据处理及结果分析
5、实验中存在的问题
6、体会及思考题
四、报告撰写时，要求格式规范、书写整齐
预习报告成绩：指导教师审核（签名）：年月日
预习报告
1、实验目的
（1）了解完整的PCB板设计工序及方法；
（2）掌握原理图的设计方法；
（3）掌握PCB板基础知识及设计方法；
（4）了解PCB的设计规则。
2、实验用仪器设备、器材或软件环境
（1）微机（最低配置: Pentium 4 CPU, 128M内存）；
（2）Protel DXP软件（最低版本：V7.0）；
（3）Windows2000/XP环境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 5.0以上版。
3、设计要求
本实验要求在Protel DXP软件平台上设计IC卡智能水表的PCB板。
具体要求如下：
（1）采用双面板设计PCB（外形及尺寸根据具体电子系统合理布局）；
（2）PCB板中的过孔为穿透式、元件安装方式为单面安装；
（3）PCB板中的信号导线的宽度≥10mil、电源导线宽度≥30mil，其他参数自定。
4、实验报告要求
（1）首先设计电路原理图，要求在设计原理图时要按步骤来设计，具体可以参照教材上的设计实例，要添加图形来说明实验过程；
（2）其次设计电路的PCB板，具体要求如下：
元件的布局采用手工布局的方式，布局时要考虑元件布局的规则；
布线采用自动布线的方式，布线前要设计布线的规则；
要分步骤来说明PCB的设计过程，要时添加图形来说明实验过程；
（3）实验报告中要写明实验中遇到的问题、解决的方法和实验体会。
实验报告成绩：指导教师审核（签名）：年月日
实验报告
1、仪器设备型号及编号
微机（最低配置: Pentium 4 CPU, 128M内存）；
2、实验器材或软件环境
（1）Protel DXP软件（最低版本：V7.0）；
（2）Windows2000/XP环境、MS Office 2000以上版、Adobe Acrobat 5.0以上版。
3、实验步骤、程序调试方法
(1)设计电路原理图
打开Protel DXP 软件，新建PCB Project、Schematic、PCB。
并在Schematic环境下设计电路原理图。
如图：
设计好电路图后，进行电气原理检查，如图
表明电路设计合理，可以进行PCB设计。
（2）进行PCB图的设计
1、将电路原理图导入PCB设计环境，并进行手动布局，需注意的是，PCB布局应充分考虑布局规则，对于此电路，应考虑将电源模块儿在一起，同时将集成电路放在中间，将高散热的元件（如电阻）放在上边，将插针、开关等放置边缘。
如图：
2、在Mechanical层画物理边界，在Keep-Out Layer层画电气边界，如图：
3、进行自动布线，首先修改布线规则，修改VCC与GND,使电源导线宽度≥30mil，如图：
然后进行自动布线，布线效果如图：
4、进行布铜网，如图：
布铜后的效果图为：
5、进行补泪滴，如图：
最后效果图为
4、实验数据处理及结果分析
生成报表文件
5、实验中存在的问题
在实验操作中，存在一些错误，归纳如下：
<1> 在电路原理图的设计中，布线时由于不能及时发现交叉线之间自动加上结点，导致进行
电气检查时出现错误；
<2> 在使用网络标号时，不能准确放置，导致出现错误；
<3> 在进行PCB设计时，有时会忘记更改设计所在的层；
<4> 在布铜时容易忘记改GND。
6、体会及思考题
学习了Protel DXP软件后，让我充分体会到了这个软件的强大之处，它可以快速、便捷地帮
助我们完成电路设计以及PCB板的制作，所以学好这个软件对我们来说极其重要。
刚开始学习的时候，感觉有些生疏，首先要学会画电路原理图，先建立一个PCB Project,然
后建立Schematic，以及PCB。
然后在Schematic环境下作电路原理图。
需要注意的时有时没有所
需的元件，则需要自己搜索元件，若还不行，则需要自己添加所需的元件库。
在进行PCB设计时，
要考虑元件的电路布局，如要考虑尽量将电源模块儿放在一起，将插针及开关放在边缘，晶振尽
量放在靠近集成电路的位置，还要考虑电路散热等问题，所以电路布局是一项重要且考虑最为复
杂的项目。
在自动布线的环节，要先修改布线规则，修改电源线的宽度，最后进行布铜及补泪滴
的工作。
虽然,在学习过程中会犯许多错误,但经过自己的改正后,会对这些错误有更深的体会,今
后争取不会再犯同类的错误。
在看到自己完成的PCB板后，内心总是充满一种成就感，在DXP的学习过程中，让我不仅学
习了这个软件的用法，更感觉是在学习一种方法，在今后的学习过程中，要学会实践性地学习，
尤其对于我们通信专业的学生，自己要多动手，多练习，这样才会让自己拥有更多的体会以及更
深的了解。
希望在以后能更加深入的学习这个软件，让这更软件成为我们今后专业课的好帮手。
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
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