1 引言
隨著世界計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，全球的信息時代已來臨，各國都在高科技領(lǐng)域制訂適合自己的發(fā)展道路，我國政府正在致力于國民經(jīng)濟信息化的建設，以"金卡工程"為代表的信息化應用工程使我們加速向全球經(jīng)濟一體化邁進。作為金卡工程的代表，IC技術(shù)無疑是當今世界最優(yōu)秀應用技術(shù)。它從早期的投幣式，過渡到磁卡式，直到現(xiàn)在的IC卡式。IC卡即智能卡，又稱集成電路卡，它將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外形與覆蓋磁條的磁卡相似，開發(fā)IC卡技術(shù)的主要目的是實現(xiàn)現(xiàn)金支付和存兌的電子化、減少現(xiàn)金的流通量、實現(xiàn)電子商務、實現(xiàn)公用事業(yè)預付費等。
IC卡燃氣表是近十幾年發(fā)展起來的新型燃氣表，一般由計量傳感器電路、微功耗單片機、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊氣電路、流量監(jiān)測等部分組成。與傳統(tǒng)的皮膜式燃氣表相比，它更具備了精確記數(shù)功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門自動處理功能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數(shù)據(jù)下載功能、數(shù)據(jù)顯示與聲音提示功能等。經(jīng)過廣大IC卡生產(chǎn)廠家多年的技術(shù)改進和革新，IC卡技術(shù)日益成熟，應用也越來越普及。IC卡燃氣表基本解決了氣費收費難的問題，同時，隨著時代的進步、居民民主意識的增強、生活水平的提高，也要求改變過去落后的上門抄表收費問題，IC卡技術(shù)的推廣應用，從根本上解決了上述問題，兼顧了企業(yè)和用戶的利益。對燃氣企業(yè)來說：一是解決了入戶抄表難的問題；二是解決了催費收費難的問題；三是解決了企業(yè)和用戶的糾紛問題。對用戶來說：一是消除了抄表人員的打擾和時間預約問題；二是用氣自由；三是消除了地方性收費方式的約束限制。既方便了用戶，也減輕了企業(yè)負擔和諸多難題，簡化了操作程序，促進了社會發(fā)展，提高了人民群眾的生活質(zhì)量，降低了企業(yè)的經(jīng)濟成本，IC卡燃氣表是今后的發(fā)展方向。
2 IC卡燃氣表的基本結(jié)構(gòu)
圖1 基本結(jié)構(gòu)圖
3 系統(tǒng)組成框圖
智能IC卡燃氣表的組成框圖如圖2所示，由電源電路、IC卡讀寫部分、單片機控制部分、閥門控制及顯示部分、電池電壓和位置檢測電路等組成。
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圖2 IC卡燃氣表組成框圖
3.1 IC卡讀寫部分
當用戶將含有購氣量（以加密數(shù)值形式表示）的IC卡插入表內(nèi)時，控制閥在電控系統(tǒng)控制下開通氣路。用戶每用一個計量單位，計量電路便發(fā)出一組等周期計量脈沖序列，該脈沖序列如經(jīng)電控系統(tǒng)判定為有效，即可以已購氣量中減去一個計量單位，并通過液晶模塊顯示表內(nèi)剩余氣量。當剩余氣量為零時，控制閥自動關(guān)閉，氣路即被切斷，此時用戶須重新持卡購氣。在正常情況下控制閥處于接通態(tài)，只有當特殊事件發(fā)生時控制閥才從接通態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉態(tài)。從IC卡讀回來的信息，隨之存入 EEPROM存儲器中，EEPROM存儲器I2C采用24C01芯片，該芯片可以在無電源狀態(tài)下長期可靠存儲系統(tǒng)內(nèi)重要數(shù)據(jù)，工作壽命可達106次。當用戶卡插入系統(tǒng)時，卡內(nèi)密碼、卡號、購氣量及用戶用氣記錄等關(guān)鍵數(shù)據(jù)將以密文形式存儲在24C01芯片中。
3.2 電池電壓檢測、電池盒位置檢測部分
當電池盒中的供電電池的電壓小于正常工作電壓時，系統(tǒng)會自動提示用戶要更換電池了，并且通過顯示電路和報警電路告之用戶；為有效保護系統(tǒng)電源，本電路可對電池盒位置進行高靈敏檢測。當電池盒被拉開時，保護電路輸出低電平，單片機監(jiān)測該信號后，即控制閥門使其關(guān)斷。直到電池安裝好并將電池盒推入表內(nèi)正常位置時，單片機才會再次控制閥門使重新開閥供氣。
3.3 液晶顯示及聲光報警電路
液晶顯示電路可顯示欠壓、購氣、關(guān)閥、卡誤和氣量五種信息狀態(tài)及其任意組合。報警電路采用LED和蜂鳴器進行報警，由單片機控制發(fā)出聲光報警。
4 芯片特性
SPMC65P2404A是凌陽公司(Sunplus)推出的8位工業(yè)控制單片機，最高工作頻率為8MHz，工作電壓2.5V~5V，有192字節(jié)的RAM和4K字節(jié)的OTP ROM，有23個可編程IO口，內(nèi)置上/下拉電阻，8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器（100KHz），SPMC65P2404其他特性包括：
◆凌陽科技8位單片機
☉182條指令
☉11種尋址模式
☉支持位操作（Set,Clear,Inverse,Test）
◆2個8位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值)
☉普通的定時/計數(shù)器
☉具有8位捕獲功能
☉具有8位比較功能
◆2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值)
☉普通的定時/計數(shù)器
☉具有8或16位捕獲功能
☉具有16位比較功能
☉12位PWM輸出
◆中斷方式
☉支持IRQ和NMI中斷
☉4種外部中斷
☉11種內(nèi)部中斷
◆5種復位功能：上電復位、低電壓復位、看門狗復位、外部復位及錯誤地址復位
◆支持3種時鐘電路：晶體振蕩器、RC振蕩、外部時鐘信號
◆2種低功耗模式：Halt模式和Stop模式
◆低電壓監(jiān)測(LVD)功能
◆一個蜂鳴器驅(qū)動輸出口
◆具有SPI總線
利用這些資源就能夠?qū)崿F(xiàn)智能IC卡燃氣表的功能。
軟件部分
軟件設計緊密結(jié)合智能IC卡燃氣表的控制模式，充分體現(xiàn)了對IC卡信息讀寫、卡類型判斷、計量信號判斷與數(shù)據(jù)處理、電壓監(jiān)測與電源保護等功能，并在IC與信號安全性、軟件運行可靠性及抗干擾等方面進行了精心設計。系統(tǒng)主程序框圖如圖4所示。
6 結(jié)語
隨著科技的不斷發(fā)展，智能IC卡燃氣表采用IC卡實現(xiàn)預收費,能夠確保"先付費后用氣"的消費方式,該產(chǎn)品從機電一體化的優(yōu)化設計思路出發(fā),構(gòu)思獨特、控制可靠、檢測信號分辨高、計量精確、安裝方便、操作簡單，這種智能IC卡燃氣表的市場前景將十分優(yōu)越。
7 參考文獻
［1］蔡純潔,邢 武. PIC16/17單片機原理和應用.合肥中國科學技術(shù)大學出版社,1997
［2］何立民.I2C總線應用系統(tǒng)設計.北京:北京航空航天大學出版社,1995
［3］王愛英.智能卡技術(shù).北京:清華大學出版社,1996
本文摘自《凌陽科技》 凌陽單片機推廣中心 鄧倫華 1 引言隨著世界計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，全球的信息時代已來臨，各國都在高科技領(lǐng)域制訂適合自己的發(fā)展道路，我國政府正在致力于國民經(jīng)濟信息化的建設，以"金卡工程"為代表的信息化應用工程使我們加速向全球經(jīng)濟一體化邁進。作為金卡工程的代表，IC技術(shù)無疑是當今世界最優(yōu)秀應用技術(shù)。它從早期的投幣式，過渡到磁卡式，直到現(xiàn)在的IC卡式。IC卡即智能卡，又稱集成電路卡，它將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外形與覆蓋磁條的磁卡相似，開發(fā)IC卡技術(shù)的主要目的是實現(xiàn)現(xiàn)金支付和存兌的電子化、減少現(xiàn)金的流通量、實現(xiàn)電子商務、實現(xiàn)公用事業(yè)預付費等。 IC卡燃氣表是近十幾年發(fā)展起來的新型燃氣表，一般由計量傳感器電路、微功耗單片機、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊氣電路、流量監(jiān)測等部分組成。與傳統(tǒng)的皮膜式燃氣表相比，它更具備了精確記數(shù)功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門自動處理功能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數(shù)據(jù)下載功能、數(shù)據(jù)顯示與聲音提示功能等。經(jīng)過廣大IC卡生產(chǎn)廠家多年的技術(shù)改進和革新，IC卡技術(shù)日益成熟，應用也越來越普及。IC卡燃氣表基本解決了氣費收費難的問題，同時，隨著時代的進步、居民民主意識的增強、生活水平的提高，也要求改變過去落后的上門抄表收費問題，IC卡技術(shù)的推廣應用，從根本上解決了上述問題，兼顧了企業(yè)和用戶的利益。對燃氣企業(yè)來說：一是解決了入戶抄表難的問題；二是解決了催費收費難的問題；三是解決了企業(yè)和用戶的糾紛問題。對用戶來說：一是消除了抄表人員的打擾和時間預約問題；二是用氣自由；三是消除了地方性收費方式的約束限制。既方便了用戶，也減輕了企業(yè)負擔和諸多難題，簡化了操作程序，促進了社會發(fā)展，提高了人民群眾的生活質(zhì)量，降低了企業(yè)的經(jīng)濟成本，IC卡燃氣表是今后的發(fā)展方向。 2 IC卡燃氣表的基本結(jié)構(gòu) [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 圖1 基本結(jié)構(gòu)圖 3 系統(tǒng)組成框圖智能IC卡燃氣表的組成框圖如圖2所示，由電源電路、IC卡讀寫部分、單片機控制部分、閥門控制及顯示部分、電池電壓和位置檢測電路等組成。 [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 圖2 IC卡燃氣表組成框圖 3.1 IC卡讀寫部分當用戶將含有購氣量（以加密數(shù)值形式表示）的IC卡插入表內(nèi)時，控制閥在電控系統(tǒng)控制下開通氣路。用戶每用一個計量單位，計量電路便發(fā)出一組等周期計量脈沖序列，該脈沖序列如經(jīng)電控系統(tǒng)判定為有效，即可以已購氣量中減去一個計量單位，并通過液晶模塊顯示表內(nèi)剩余氣量。當剩余氣量為零時，控制閥自動關(guān)閉，氣路即被切斷，此時用戶須重新持卡購氣。在正常情況下控制閥處于接通態(tài)，只有當特殊事件發(fā)生時控制閥才從接通態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉態(tài)。從IC卡讀回來的信息，隨之存入 EEPROM存儲器中，EEPROM存儲器I2C采用24C01芯片，該芯片可以在無電源狀態(tài)下長期可靠存儲系統(tǒng)內(nèi)重要數(shù)據(jù)，工作壽命可達106次。當用戶卡插入系統(tǒng)時，卡內(nèi)密碼、卡號、購氣量及用戶用氣記錄等關(guān)鍵數(shù)據(jù)將以密文形式存儲在24C01芯片中。 3.2 電池電壓檢測、電池盒位置檢測部分當電池盒中的供電電池的電壓小于正常工作電壓時，系統(tǒng)會自動提示用戶要更換電池了，并且通過顯示電路和報警電路告之用戶；為有效保護系統(tǒng)電源，本電路可對電池盒位置進行高靈敏檢測。當電池盒被拉開時，保護電路輸出低電平，單片機監(jiān)測該信號后，即控制閥門使其關(guān)斷。直到電池安裝好并將電池盒推入表內(nèi)正常位置時，單片機才會再次控制閥門使重新開閥供氣。 3.3 液晶顯示及聲光報警電路液晶顯示電路可顯示欠壓、購氣、關(guān)閥、卡誤和氣量五種信息狀態(tài)及其任意組合。報警電路采用LED和蜂鳴器進行報警，由單片機控制發(fā)出聲光報警。 4 芯片特性 SPMC65P2404A是凌陽公司(Sunplus)推出的8位工業(yè)控制單片機，最高工作頻率為8MHz，工作電壓2.5V~5V，有192字節(jié)的RAM和4K字節(jié)的OTP ROM，有23個可編程IO口，內(nèi)置上/下拉電阻，8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器（100KHz），SPMC65P2404其他特性包括： ◆凌陽科技8位單片機 ☉182條指令 ☉11種尋址模式 ☉支持位操作（Set,Clear,Inverse,Test） ◆2個8位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值) ☉普通的定時/計數(shù)器 ☉具有8位捕獲功能 ☉具有8位比較功能 ◆2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值) ☉普通的定時/計數(shù)器 ☉具有8或16位捕獲功能 ☉具有16位比較功能 ☉12位PWM輸出 ◆中斷方式 ☉支持IRQ和NMI中斷 ☉4種外部中斷 ☉11種內(nèi)部中斷 ◆5種復位功能：上電復位、低電壓復位、看門狗復位、外部復位及錯誤地址復位 ◆支持3種時鐘電路：晶體振蕩器、RC振蕩、外部時鐘信號 ◆2種低功耗模式：Halt模式和Stop模式 ◆低電壓監(jiān)測(LVD)功能 ◆一個蜂鳴器驅(qū)動輸出口 ◆具有SPI總線利用這些資源就能夠?qū)崿F(xiàn)智能IC卡燃氣表的功能。軟件部分軟件設計緊密結(jié)合智能IC卡燃氣表的控制模式，充分體現(xiàn)了對IC卡信息讀寫、卡類型判斷、計量信號判斷與數(shù)據(jù)處理、電壓監(jiān)測與電源保護等功能，并在IC與信號安全性、軟件運行可靠性及抗干擾等方面進行了精心設計。系統(tǒng)主程序框圖如圖4所示。 [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 6 結(jié)語隨著科技的不斷發(fā)展，智能IC卡燃氣表采用IC卡實現(xiàn)預收費,能夠確保"先付費后用氣"的消費方式,該產(chǎn)品從機電一體化的優(yōu)化設計思路出發(fā),構(gòu)思獨特、控制可靠、檢測信號分辨高、計量精確、安裝方便、操作簡單，這種智能IC卡燃氣表的市場前景將十分優(yōu)越。 7 參考文獻［1］蔡純潔,邢 武. PIC16/17單片機原理和應用.合肥中國科學技術(shù)大學出版社,1997 ［2］何立民.I2C總線應用系統(tǒng)設計.北京:北京航空航天大學出版社,1995 ［3］王愛英.智能卡技術(shù).北京:清華大學出版社,1996 本文摘自《凌陽科技》
隨著世界計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，全球的信息時代已來臨，各國都在高科技領(lǐng)域制訂適合自己的發(fā)展道路，我國政府正在致力于國民經(jīng)濟信息化的建設，以"金卡工程"為代表的信息化應用工程使我們加速向全球經(jīng)濟一體化邁進。作為金卡工程的代表，IC技術(shù)無疑是當今世界最優(yōu)秀應用技術(shù)。它從早期的投幣式，過渡到磁卡式，直到現(xiàn)在的IC卡式。IC卡即智能卡，又稱集成電路卡，它將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外形與覆蓋磁條的磁卡相似，開發(fā)IC卡技術(shù)的主要目的是實現(xiàn)現(xiàn)金支付和存兌的電子化、減少現(xiàn)金的流通量、實現(xiàn)電子商務、實現(xiàn)公用事業(yè)預付費等。
IC卡燃氣表是近十幾年發(fā)展起來的新型燃氣表，一般由計量傳感器電路、微功耗單片機、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊氣電路、流量監(jiān)測等部分組成。與傳統(tǒng)的皮膜式燃氣表相比，它更具備了精確記數(shù)功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門自動處理功能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數(shù)據(jù)下載功能、數(shù)據(jù)顯示與聲音提示功能等。經(jīng)過廣大IC卡生產(chǎn)廠家多年的技術(shù)改進和革新，IC卡技術(shù)日益成熟，應用也越來越普及。IC卡燃氣表基本解決了氣費收費難的問題，同時，隨著時代的進步、居民民主意識的增強、生活水平的提高，也要求改變過去落后的上門抄表收費問題，IC卡技術(shù)的推廣應用，從根本上解決了上述問題，兼顧了企業(yè)和用戶的利益。對燃氣企業(yè)來說：一是解決了入戶抄表難的問題；二是解決了催費收費難的問題；三是解決了企業(yè)和用戶的糾紛問題。對用戶來說：一是消除了抄表人員的打擾和時間預約問題；二是用氣自由；三是消除了地方性收費方式的約束限制。既方便了用戶，也減輕了企業(yè)負擔和諸多難題，簡化了操作程序，促進了社會發(fā)展，提高了人民群眾的生活質(zhì)量，降低了企業(yè)的經(jīng)濟成本，IC卡燃氣表是今后的發(fā)展方向。
2 IC卡燃氣表的基本結(jié)構(gòu)
圖1 基本結(jié)構(gòu)圖
3 系統(tǒng)組成框圖
智能IC卡燃氣表的組成框圖如圖2所示，由電源電路、IC卡讀寫部分、單片機控制部分、閥門控制及顯示部分、電池電壓和位置檢測電路等組成。
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圖2 IC卡燃氣表組成框圖
3.1 IC卡讀寫部分
當用戶將含有購氣量（以加密數(shù)值形式表示）的IC卡插入表內(nèi)時，控制閥在電控系統(tǒng)控制下開通氣路。用戶每用一個計量單位，計量電路便發(fā)出一組等周期計量脈沖序列，該脈沖序列如經(jīng)電控系統(tǒng)判定為有效，即可以已購氣量中減去一個計量單位，并通過液晶模塊顯示表內(nèi)剩余氣量。當剩余氣量為零時，控制閥自動關(guān)閉，氣路即被切斷，此時用戶須重新持卡購氣。在正常情況下控制閥處于接通態(tài)，只有當特殊事件發(fā)生時控制閥才從接通態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉態(tài)。從IC卡讀回來的信息，隨之存入 EEPROM存儲器中，EEPROM存儲器I2C采用24C01芯片，該芯片可以在無電源狀態(tài)下長期可靠存儲系統(tǒng)內(nèi)重要數(shù)據(jù)，工作壽命可達106次。當用戶卡插入系統(tǒng)時，卡內(nèi)密碼、卡號、購氣量及用戶用氣記錄等關(guān)鍵數(shù)據(jù)將以密文形式存儲在24C01芯片中。
3.2 電池電壓檢測、電池盒位置檢測部分
當電池盒中的供電電池的電壓小于正常工作電壓時，系統(tǒng)會自動提示用戶要更換電池了，并且通過顯示電路和報警電路告之用戶；為有效保護系統(tǒng)電源，本電路可對電池盒位置進行高靈敏檢測。當電池盒被拉開時，保護電路輸出低電平，單片機監(jiān)測該信號后，即控制閥門使其關(guān)斷。直到電池安裝好并將電池盒推入表內(nèi)正常位置時，單片機才會再次控制閥門使重新開閥供氣。
3.3 液晶顯示及聲光報警電路
液晶顯示電路可顯示欠壓、購氣、關(guān)閥、卡誤和氣量五種信息狀態(tài)及其任意組合。報警電路采用LED和蜂鳴器進行報警，由單片機控制發(fā)出聲光報警。
4 芯片特性
SPMC65P2404A是凌陽公司(Sunplus)推出的8位工業(yè)控制單片機，最高工作頻率為8MHz，工作電壓2.5V~5V，有192字節(jié)的RAM和4K字節(jié)的OTP ROM，有23個可編程IO口，內(nèi)置上/下拉電阻，8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器（100KHz），SPMC65P2404其他特性包括：
◆凌陽科技8位單片機
☉182條指令
☉11種尋址模式
☉支持位操作（Set,Clear,Inverse,Test）
◆2個8位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值)
☉普通的定時/計數(shù)器
☉具有8位捕獲功能
☉具有8位比較功能
◆2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值)
☉普通的定時/計數(shù)器
☉具有8或16位捕獲功能
☉具有16位比較功能
☉12位PWM輸出
◆中斷方式
☉支持IRQ和NMI中斷
☉4種外部中斷
☉11種內(nèi)部中斷
◆5種復位功能：上電復位、低電壓復位、看門狗復位、外部復位及錯誤地址復位
◆支持3種時鐘電路：晶體振蕩器、RC振蕩、外部時鐘信號
◆2種低功耗模式：Halt模式和Stop模式
◆低電壓監(jiān)測(LVD)功能
◆一個蜂鳴器驅(qū)動輸出口
◆具有SPI總線
利用這些資源就能夠?qū)崿F(xiàn)智能IC卡燃氣表的功能。
軟件部分
軟件設計緊密結(jié)合智能IC卡燃氣表的控制模式，充分體現(xiàn)了對IC卡信息讀寫、卡類型判斷、計量信號判斷與數(shù)據(jù)處理、電壓監(jiān)測與電源保護等功能，并在IC與信號安全性、軟件運行可靠性及抗干擾等方面進行了精心設計。系統(tǒng)主程序框圖如圖4所示。
6 結(jié)語
隨著科技的不斷發(fā)展，智能IC卡燃氣表采用IC卡實現(xiàn)預收費,能夠確保"先付費后用氣"的消費方式,該產(chǎn)品從機電一體化的優(yōu)化設計思路出發(fā),構(gòu)思獨特、控制可靠、檢測信號分辨高、計量精確、安裝方便、操作簡單，這種智能IC卡燃氣表的市場前景將十分優(yōu)越。
7 參考文獻
［1］蔡純潔,邢 武. PIC16/17單片機原理和應用.合肥中國科學技術(shù)大學出版社,1997
［2］何立民.I2C總線應用系統(tǒng)設計.北京:北京航空航天大學出版社,1995
［3］王愛英.智能卡技術(shù).北京:清華大學出版社,1996
本文摘自《凌陽科技》 凌陽單片機推廣中心 鄧倫華 1 引言隨著世界計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，全球的信息時代已來臨，各國都在高科技領(lǐng)域制訂適合自己的發(fā)展道路，我國政府正在致力于國民經(jīng)濟信息化的建設，以"金卡工程"為代表的信息化應用工程使我們加速向全球經(jīng)濟一體化邁進。作為金卡工程的代表，IC技術(shù)無疑是當今世界最優(yōu)秀應用技術(shù)。它從早期的投幣式，過渡到磁卡式，直到現(xiàn)在的IC卡式。IC卡即智能卡，又稱集成電路卡，它將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外形與覆蓋磁條的磁卡相似，開發(fā)IC卡技術(shù)的主要目的是實現(xiàn)現(xiàn)金支付和存兌的電子化、減少現(xiàn)金的流通量、實現(xiàn)電子商務、實現(xiàn)公用事業(yè)預付費等。 IC卡燃氣表是近十幾年發(fā)展起來的新型燃氣表，一般由計量傳感器電路、微功耗單片機、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊氣電路、流量監(jiān)測等部分組成。與傳統(tǒng)的皮膜式燃氣表相比，它更具備了精確記數(shù)功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門自動處理功能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數(shù)據(jù)下載功能、數(shù)據(jù)顯示與聲音提示功能等。經(jīng)過廣大IC卡生產(chǎn)廠家多年的技術(shù)改進和革新，IC卡技術(shù)日益成熟，應用也越來越普及。IC卡燃氣表基本解決了氣費收費難的問題，同時，隨著時代的進步、居民民主意識的增強、生活水平的提高，也要求改變過去落后的上門抄表收費問題，IC卡技術(shù)的推廣應用，從根本上解決了上述問題，兼顧了企業(yè)和用戶的利益。對燃氣企業(yè)來說：一是解決了入戶抄表難的問題；二是解決了催費收費難的問題；三是解決了企業(yè)和用戶的糾紛問題。對用戶來說：一是消除了抄表人員的打擾和時間預約問題；二是用氣自由；三是消除了地方性收費方式的約束限制。既方便了用戶，也減輕了企業(yè)負擔和諸多難題，簡化了操作程序，促進了社會發(fā)展，提高了人民群眾的生活質(zhì)量，降低了企業(yè)的經(jīng)濟成本，IC卡燃氣表是今后的發(fā)展方向。 2 IC卡燃氣表的基本結(jié)構(gòu) [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 圖1 基本結(jié)構(gòu)圖 3 系統(tǒng)組成框圖智能IC卡燃氣表的組成框圖如圖2所示，由電源電路、IC卡讀寫部分、單片機控制部分、閥門控制及顯示部分、電池電壓和位置檢測電路等組成。 [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 圖2 IC卡燃氣表組成框圖 3.1 IC卡讀寫部分當用戶將含有購氣量（以加密數(shù)值形式表示）的IC卡插入表內(nèi)時，控制閥在電控系統(tǒng)控制下開通氣路。用戶每用一個計量單位，計量電路便發(fā)出一組等周期計量脈沖序列，該脈沖序列如經(jīng)電控系統(tǒng)判定為有效，即可以已購氣量中減去一個計量單位，并通過液晶模塊顯示表內(nèi)剩余氣量。當剩余氣量為零時，控制閥自動關(guān)閉，氣路即被切斷，此時用戶須重新持卡購氣。在正常情況下控制閥處于接通態(tài)，只有當特殊事件發(fā)生時控制閥才從接通態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉態(tài)。從IC卡讀回來的信息，隨之存入 EEPROM存儲器中，EEPROM存儲器I2C采用24C01芯片，該芯片可以在無電源狀態(tài)下長期可靠存儲系統(tǒng)內(nèi)重要數(shù)據(jù)，工作壽命可達106次。當用戶卡插入系統(tǒng)時，卡內(nèi)密碼、卡號、購氣量及用戶用氣記錄等關(guān)鍵數(shù)據(jù)將以密文形式存儲在24C01芯片中。 3.2 電池電壓檢測、電池盒位置檢測部分當電池盒中的供電電池的電壓小于正常工作電壓時，系統(tǒng)會自動提示用戶要更換電池了，并且通過顯示電路和報警電路告之用戶；為有效保護系統(tǒng)電源，本電路可對電池盒位置進行高靈敏檢測。當電池盒被拉開時，保護電路輸出低電平，單片機監(jiān)測該信號后，即控制閥門使其關(guān)斷。直到電池安裝好并將電池盒推入表內(nèi)正常位置時，單片機才會再次控制閥門使重新開閥供氣。 3.3 液晶顯示及聲光報警電路液晶顯示電路可顯示欠壓、購氣、關(guān)閥、卡誤和氣量五種信息狀態(tài)及其任意組合。報警電路采用LED和蜂鳴器進行報警，由單片機控制發(fā)出聲光報警。 4 芯片特性 SPMC65P2404A是凌陽公司(Sunplus)推出的8位工業(yè)控制單片機，最高工作頻率為8MHz，工作電壓2.5V~5V，有192字節(jié)的RAM和4K字節(jié)的OTP ROM，有23個可編程IO口，內(nèi)置上/下拉電阻，8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器（100KHz），SPMC65P2404其他特性包括： ◆凌陽科技8位單片機 ☉182條指令 ☉11種尋址模式 ☉支持位操作（Set,Clear,Inverse,Test） ◆2個8位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值) ☉普通的定時/計數(shù)器 ☉具有8位捕獲功能 ☉具有8位比較功能 ◆2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值) ☉普通的定時/計數(shù)器 ☉具有8或16位捕獲功能 ☉具有16位比較功能 ☉12位PWM輸出 ◆中斷方式 ☉支持IRQ和NMI中斷 ☉4種外部中斷 ☉11種內(nèi)部中斷 ◆5種復位功能：上電復位、低電壓復位、看門狗復位、外部復位及錯誤地址復位 ◆支持3種時鐘電路：晶體振蕩器、RC振蕩、外部時鐘信號 ◆2種低功耗模式：Halt模式和Stop模式 ◆低電壓監(jiān)測(LVD)功能 ◆一個蜂鳴器驅(qū)動輸出口 ◆具有SPI總線利用這些資源就能夠?qū)崿F(xiàn)智能IC卡燃氣表的功能。軟件部分軟件設計緊密結(jié)合智能IC卡燃氣表的控制模式，充分體現(xiàn)了對IC卡信息讀寫、卡類型判斷、計量信號判斷與數(shù)據(jù)處理、電壓監(jiān)測與電源保護等功能，并在IC與信號安全性、軟件運行可靠性及抗干擾等方面進行了精心設計。系統(tǒng)主程序框圖如圖4所示。 [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 6 結(jié)語隨著科技的不斷發(fā)展，智能IC卡燃氣表采用IC卡實現(xiàn)預收費,能夠確保"先付費后用氣"的消費方式,該產(chǎn)品從機電一體化的優(yōu)化設計思路出發(fā),構(gòu)思獨特、控制可靠、檢測信號分辨高、計量精確、安裝方便、操作簡單，這種智能IC卡燃氣表的市場前景將十分優(yōu)越。 7 參考文獻［1］蔡純潔,邢 武. PIC16/17單片機原理和應用.合肥中國科學技術(shù)大學出版社,1997 ［2］何立民.I2C總線應用系統(tǒng)設計.北京:北京航空航天大學出版社,1995 ［3］王愛英.智能卡技術(shù).北京:清華大學出版社,1996 本文摘自《凌陽科技》
