SPMC65P2404A單片機在智能IC卡燃氣表中的應用

隨著(zhù)世界計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，全球的信息時(shí)代已來(lái)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(jìn)。作為金卡工程的代表，IC技術(shù)無(wú)疑是當今世界最優(yōu)秀應用技術(shù)。它從早期的投幣式，過(guò)渡到磁卡式，直到現在的IC卡式。IC卡即智能卡，又稱(chēng)集成電路卡，它將一個(gè)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(kāi)發(fā)IC卡技術(shù)的主要目的是實(shí)現現金支付和存兌的電子化、減少現金的流通量、實(shí)現電子商務(wù)、實(shí)現公用事業(yè)預付費等。
　　IC卡燃氣表是近十幾年發(fā)展起來(lái)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(mén)、電壓測試電路、防竊氣電路、流量監測等部分組成。與傳統的皮膜式燃氣表相比，它更具備了精確記數功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門(mén)自動(dòng)處理功能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數據下載功能、數據顯示與聲音提示功能等。經(jīng)過(guò)廣大IC卡生產(chǎn)廠(chǎng)家多年的技術(shù)改進(jìn)和革新，IC卡技術(shù)日益成熟，應用也越來(lái)越普及。IC卡燃氣表基本解決了氣費收費難的問(wèn)題，同時(shí)，隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步、居民民主意識的增強、生活水平的提高，也要求改變過(guò)去落后的上門(mén)抄表收費問(wèn)題，IC卡技術(shù)的推廣應用，從根本上解決了上述問(wèn)題，兼顧了企業(yè)和用戶(hù)的利益。對燃氣企業(yè)來(lái)說(shuō)：一是解決了入戶(hù)抄表難的問(wèn)題；二是解決了催費收費難的問(wèn)題；三是解決了企業(yè)和用戶(hù)的糾紛問(wèn)題。對用戶(hù)來(lái)說(shuō)：一是消除了抄表人員的打擾和時(shí)間預約問(wèn)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(hù)，也減輕了企業(yè)負擔和諸多難題，簡(jiǎn)化了操作程序，促進(jìn)了社會(huì )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卡燃氣表的基本結構

系統組成框圖
　　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(xiě)部分、單片機控制部分、閥門(mén)控制及顯示部分、電池電壓和位置檢測電路等組成。

圖2 IC卡燃氣表組成框圖
3.1 IC卡讀寫(xiě)部分
　　當用戶(hù)將含有購氣量（以加密數值形式表示）的IC卡插入表內時(shí)，控制閥在電控系統控制下開(kāi)通氣路。用戶(hù)每用一個(gè)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)電控系統判定為有效，即可以已購氣量中減去一個(gè)計量單位，并通過(guò)液晶模塊顯示表內剩余氣量。當剩余氣量為零時(shí)，控制閥自動(dòng)關(guān)閉，氣路即被切斷，此時(shí)用戶(hù)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(shí)控制閥才從接通態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉態(tài)。從IC卡讀回來(lái)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(wú)電源狀態(tài)下長(cháng)期可靠存儲系統內重要數據，工作壽命可達106次。當用戶(hù)卡插入系統時(shí)，卡內密碼、卡號、購氣量及用戶(hù)用氣記錄等關(guān)鍵數據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(shí)，系統會(huì )自動(dòng)提示用戶(hù)要更換電池了，并且通過(guò)顯示電路和報警電路告之用戶(hù)；為有效保護系統電源，本電路可對電池盒位置進(jìn)行高靈敏檢測。當電池盒被拉開(kāi)時(shí)，保護電路輸出低電平，單片機監測該信號后，即控制閥門(mén)使其關(guān)斷。直到電池安裝好并將電池盒推入表內正常位置時(shí)，單片機才會(huì )再次控制閥門(mén)使重新開(kāi)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(jìn)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(yáng)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字節的RAM和4K字節的OTP ROM，有23個(gè)可編程IO口，內置上/下拉電阻，8通道10位A/D轉換器（100KHz），SPMC65P2404其他特性包括：
　　◆凌陽(yáng)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(gè)8位可編程定時(shí)器/計數器(可自動(dòng)預置初始計數值)
　　　　普通的定時(shí)/計數器
　　　　具有8位捕獲功能
　　　　具有8位比較功能
　　◆2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計數器(可自動(dòng)預置初始計數值)
　　　　普通的定時(shí)/計數器
　　　　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種內部中斷
　　◆5種復位功能：上電復位、低電壓復位、看門(mén)狗復位、外部復位及錯誤地址復位
　　◆支持3種時(shí)鐘電路：晶體振蕩器、RC振蕩、外部時(shí)鐘信號
　　◆2種低功耗模式：Halt模式和Stop模式
　　◆低電壓監測(LVD)功能
　　◆一個(gè)蜂鳴器驅動(dòng)輸出口
　　◆具有SPI總線(xiàn)
　　利用這些資源就能夠實(shí)現智能IC卡燃氣表的功能。