ic卡智能電表的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.1智能IC卡電能表的結(jié)構(gòu)與工作原理智能IC卡電能表是將傳統(tǒng)的電能表的機(jī)芯和高水平的測(cè)控電路集成在一個(gè)整體的表殼內(nèi),既保持了計(jì)量精度,又具備了表計(jì)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)化管理功能。同時(shí)能杜絕人為破壞系統(tǒng)和私自開啟IC卡控制系統(tǒng)導(dǎo)致的控制失靈行為。根據(jù)上述功能其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1-1：圖1-1智能IC卡電能表的總體結(jié)構(gòu)圖智能IC卡電能表在電子計(jì)量工作原理基礎(chǔ)上,加上西門子SLE4442IC卡控制器AT89C52單片機(jī)構(gòu)成智能IC卡控制功能。當(dāng)計(jì)量模塊發(fā)出脈沖信號(hào)或用戶插入IC卡時(shí),儀表進(jìn)入相應(yīng)工作狀態(tài)。首先,運(yùn)算控制模塊將存儲(chǔ)在電能表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的用戶電量剩余值取出并在LC

2、D液晶顯示模塊上顯示。接著,判斷是否是計(jì)量脈沖到來(lái),若是則啟動(dòng)計(jì)數(shù)及計(jì)算功能,計(jì)算此時(shí)的用電量,經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算得到這段時(shí)間中用戶消耗的用電量。那么,上次用戶預(yù)購(gòu)電量剩余值減去用電量后,得到的就是新的用戶預(yù)購(gòu)電量剩余值。如果該值小于某一值時(shí),儀表出指令關(guān)閉開關(guān),停止對(duì)用戶的電能供應(yīng),電能表也進(jìn)入低功等待狀態(tài)。此時(shí)用戶可以持IC卡供電單位購(gòu)電。當(dāng)該用戶將已經(jīng)購(gòu)電的IC卡插入電能表的IC卡接口中,電能表被喚醒。如果IC卡是合法卡,電能表將IC卡中儲(chǔ)存的預(yù)購(gòu)電量數(shù)據(jù)解密后與原來(lái)用戶預(yù)購(gòu)電量剩余值相加得到新的用戶電量剩余值,同時(shí)擦除IC卡中儲(chǔ)存預(yù)購(gòu)電量數(shù)據(jù),打開繼電器開關(guān),從而恢復(fù)了對(duì)用戶

3、的電能供應(yīng),電能表隨后又進(jìn)入計(jì)量狀態(tài)。預(yù)購(gòu)電量剩余值、累積電量等可用按鍵選擇查看。若用戶電量預(yù)購(gòu)剩余值過(guò)少時(shí),電能表將提示用戶需要購(gòu)電。1.2系統(tǒng)的組成智能IC卡電表系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)模塊組成：1.運(yùn)算處理模塊;2.計(jì)量模塊；3.電源模塊；4.IC卡讀寫接入模塊；5.看門狗電路模塊；6.LED顯示模塊；二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1系統(tǒng)的硬件組成2.1.1AT89C52單片機(jī)AT89C52是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)檫寫的程序存儲(chǔ)器和12B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容

4、標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)配置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C52單片機(jī)屬于AT89C51單片機(jī)的增強(qiáng)型，與Intel公司的80C52在引腳排列、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)等方面兼容。其主要工作特性是：a.片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫壽命為1000次；b.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含256字節(jié)的RAM；c.具有32根可編程I/O口線；d.具有3個(gè)可編程定時(shí)器；e.中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；f.串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口；g.

5、具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；h.低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；i.具有可編程的3級(jí)程序鎖定位；j.AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V；k.AT89C52最高工作頻率為24MHz。單片機(jī)正常工作時(shí)，都需要有一個(gè)時(shí)鐘電路和一個(gè)復(fù)位電路。本設(shè)計(jì)中選擇了內(nèi)部時(shí)鐘方式和按鍵電平復(fù)位電路，來(lái)構(gòu)成單片機(jī)的最小電路。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置

6、通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程[5]。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性：·兼容MCS51指令系統(tǒng)·8k可反復(fù)擦寫(>1000

7、次）FlashROM·32個(gè)雙向I/O口·256x8bit內(nèi)部RAM·3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷·時(shí)鐘頻率0-24MHz·2個(gè)串行中斷·可編程UART串行通道·2個(gè)外部中斷源·共6個(gè)中斷源·2個(gè)讀寫中斷口線·3級(jí)加密位·低功耗空閑和掉電模式·軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能AT89C52單片機(jī)的引腳如圖2-1所示圖2-1單片機(jī)的引腳2.2IC卡部分2.2.1IC卡系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)24C01的基本原理：24C01的特點(diǎn)是單相電源供電，工作電壓范圍寬：2.5~5.5V；低功耗CMOS技術(shù)（