基于非接觸式IC卡的智能水控器設(shè)計
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2．1 主控模塊
主控模塊由單片機(jī)及其外圍電路組成。通過綜合考慮存儲器容量、I／O口數(shù)量、開發(fā)費用等因素，本設(shè)計中的單片機(jī)芯片選擇了宏晶科技公司開發(fā)的8位微處理器STC11F16XE。STC11F16XE指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，其速度快8-12倍，且價格低。這種處理器的片內(nèi)有16kbytes的可反復(fù)擦寫100000次以上的FLASH只讀程序存儲器，足夠裝載程序，無需拓展。內(nèi)含1280字節(jié)RAM，有32k字節(jié)EEPROM，可以保存系統(tǒng)需要的特定參數(shù)，即使掉電后也能操持?jǐn)?shù)據(jù)，因此大大減少了電路的復(fù)雜性和降低開發(fā)成本。片上最多有40個I／O，每個I／O口驅(qū)動能力均可達(dá)到20mA，可以滿足系統(tǒng)多模塊接口要求。其內(nèi)部電路還引進(jìn)了看門狗功能，抗干擾能力強(qiáng)。
STC11F16XE芯片周圍聯(lián)系著射頻、電磁閥控制、流量計量、溫度傳感、時鐘、顯示、通信等功能模塊，是整個水控系統(tǒng)電路的控制核心。單片機(jī)端口與其它模塊的接口電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/172874.htm
2．2 射頻模塊
與Mifare 1卡配套對應(yīng)讀寫裝置有卡讀寫組件和專用讀卡芯片。因產(chǎn)品小型化設(shè)計要求，只考慮采用讀卡芯片。由于本設(shè)計采用并行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，因此將射頻模塊讀卡芯片確定為MF RC500 。
MF RC500是一個小型的、最大操作距離達(dá)10厘米的Mifare卡射頻基站。其功能包括調(diào)制、解調(diào)、產(chǎn)生射頻信號、安全管理和防沖撞機(jī)制。MFRC500內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為射頻區(qū)和接口區(qū)：射頻區(qū)內(nèi)含調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接；接口區(qū)有與單片機(jī)相連的端口，還含有與射頻區(qū)相連的收／發(fā)器、64B的數(shù)據(jù)緩沖器、存放3套寄存器初始化文件的EEPROM、存放16套密鑰的只寫存儲器以及經(jīng)過三次驗證和數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)制、防沖撞處理的防沖撞模塊和控制單元。
MFRC500根據(jù)其寄存器的設(shè)定對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，首先得到發(fā)送信號，之后通過由天線驅(qū)動引腳TX1和TX2驅(qū)動的天線以13．56MHz的電磁波形式發(fā)送出去。與此同時，在其射頻范圍內(nèi)的Mifare卡采用RF場的負(fù)載調(diào)制進(jìn)行響應(yīng)。天線接收到卡片的響應(yīng)信號后，再經(jīng)過天線匹配電路送到MFRC500的接收引腳RX，最后由芯片內(nèi)部的接收器對接收信號進(jìn)行解調(diào)、譯碼，并根據(jù)寄存器的設(shè)定進(jìn)行處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接口D0-D7由單片機(jī)讀取。
2．3 電磁閥控制模塊
本設(shè)計中采用5V雙穩(wěn)態(tài)電磁閥對水流通斷進(jìn)行控制。由于單片機(jī)I／O口驅(qū)動能力有限，且電磁閥會對單片機(jī)產(chǎn)生較大干擾，需增加驅(qū)動電路。考慮到使用組合三極管，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(jī)可靠性。L9110是為控制和驅(qū)動電機(jī)設(shè)計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，其電源電壓范圍較寬，為2．5V-12V，每個通道具有800mA的連續(xù)電流輸出能力，峰值電流能力可達(dá)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(jī)。
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