基于非接觸式IC卡的智能水控器設計
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2．1 主控模塊
主控模塊由單片機及其外圍電路組成。通過(guò)綜合考慮存儲器容量、I／O口數量、開(kāi)發(fā)費用等因素，本設計中的單片機芯片選擇了宏晶科技公司開(kāi)發(fā)的8位微處理器STC11F16XE。STC11F16XE指令代碼完全兼容傳統8051，其速度快8-12倍，且價(jià)格低。這種處理器的片內有16kbytes的可反復擦寫(xiě)100000次以上的FLASH只讀程序存儲器，足夠裝載程序，無(wú)需拓展。內含1280字節RAM，有32k字節EEPROM，可以保存系統需要的特定參數，即使掉電后也能操持數據，因此大大減少了電路的復雜性和降低開(kāi)發(fā)成本。片上最多有40個(gè)I／O，每個(gè)I／O口驅動(dòng)能力均可達到20mA，可以滿(mǎn)足系統多模塊接口要求。其內部電路還引進(jìn)了看門(mén)狗功能，抗干擾能力強。
STC11F16XE芯片周?chē)?lián)系著(zhù)射頻、電磁閥控制、流量計量、溫度傳感、時(shí)鐘、顯示、通信等功能模塊，是整個(gè)水控系統電路的控制核心。單片機端口與其它模塊的接口電路如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172874.htm
2．2 射頻模塊
與Mifare 1卡配套對應讀寫(xiě)裝置有卡讀寫(xiě)組件和專(zhuān)用讀卡芯片。因產(chǎn)品小型化設計要求，只考慮采用讀卡芯片。由于本設計采用并行接口進(jìn)行數據傳送，因此將射頻模塊讀卡芯片確定為MF RC500 。
MF RC500是一個(gè)小型的、最大操作距離達10厘米的Mifare卡射頻基站。其功能包括調制、解調、產(chǎn)生射頻信號、安全管理和防沖撞機制。MFRC500內部結構可分為射頻區和接口區：射頻區內含調制解調器和電源供電電路，直接與天線(xiàn)連接；接口區有與單片機相連的端口，還含有與射頻區相連的收／發(fā)器、64B的數據緩沖器、存放3套寄存器初始化文件的EEPROM、存放16套密鑰的只寫(xiě)存儲器以及經(jīng)過(guò)三次驗證和數據加密的密碼機制、防沖撞處理的防沖撞模塊和控制單元。
MFRC500根據其寄存器的設定對發(fā)送數據進(jìn)行調制，首先得到發(fā)送信號，之后通過(guò)由天線(xiàn)驅動(dòng)引腳TX1和TX2驅動(dòng)的天線(xiàn)以13．56MHz的電磁波形式發(fā)送出去。與此同時(shí)，在其射頻范圍內的Mifare卡采用RF場(chǎng)的負載調制進(jìn)行響應。天線(xiàn)接收到卡片的響應信號后，再經(jīng)過(guò)天線(xiàn)匹配電路送到MFRC500的接收引腳RX，最后由芯片內部的接收器對接收信號進(jìn)行解調、譯碼，并根據寄存器的設定進(jìn)行處理后，將數據發(fā)送到并行接口D0-D7由單片機讀取。
2．3 電磁閥控制模塊
本設計中采用5V雙穩態(tài)電磁閥對水流通斷進(jìn)行控制。由于單片機I／O口驅動(dòng)能力有限，且電磁閥會(huì )對單片機產(chǎn)生較大干擾，需增加驅動(dòng)電路?？紤]到使用組合三極管，但這種由分立元件組成的電路制作麻煩，且成功率不高，因此采用了集成芯片L9110，從而使外圍器件成本降低，提高了整機可靠性。L9110是為控制和驅動(dòng)電機設計的兩通道推挽式功率放大專(zhuān)用集成電路器件，其電源電壓范圍較寬，為2．5V-12V，每個(gè)通道具有800mA的連續電流輸出能力，峰值電流能力可達1．5-2．0A。它與TTL／CMOS輸出電平相兼容，具有良好的抗干擾性，可直接連接單片機。
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