基于MSP430單片機(jī)的智能IC卡水表控制器

0 引言
隨著IC卡應(yīng)用的普及，利用IC卡實(shí)現(xiàn)“預(yù)付費(fèi)方式”的水費(fèi)管理成為可能。目前的電子水表按照抄表的方式主要可以分為網(wǎng)絡(luò)式和分立式。由于在某些場(chǎng)合需要對(duì)舊的水表系統(tǒng)改造，如果采用網(wǎng)絡(luò)式抄表方式需要進(jìn)行抄表線路的鋪設(shè)，這給施工帶來(lái)很大的問(wèn)題。而分立式的IC卡水表收費(fèi)系統(tǒng)則無(wú)需考慮這一問(wèn)題，這為管理部門(mén)和用戶提供了極大的便利。

1 硬件電路設(shè)計(jì)
本控制器以MSP430單片機(jī)為控制核心。MSP430系列單片機(jī)是美國(guó)TI公司從1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位RISC架構(gòu)、超低功耗的混合信號(hào)處理器。電源采用1．8～3．6 V低電壓、RAM數(shù)據(jù)保持方式下耗電僅0．1μA，活動(dòng)模式下耗電250μA／MIPS，IO口漏電流僅為50 nA(一般單片機(jī)為1～10μA)。非常適合水、燃?xì)狻?、電表等電池供電設(shè)備的設(shè)計(jì)。單片機(jī)系統(tǒng)圖如圖1所示。系統(tǒng)整體電路方案如圖2所示。

1．1 IC卡接口部分電路設(shè)計(jì)
利用德國(guó)西門(mén)子SLE 4442卡與單片機(jī)進(jìn)行通信，來(lái)完成對(duì)水表的控制、用戶充值和查看水量等功能。IC卡接口電路便是IC卡與單片機(jī)連接的樞紐。本設(shè)計(jì)可兼容4442卡和T5557卡兩種卡片。電路預(yù)留了單片機(jī)與IC卡的接口?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)需要靈活選擇卡片種類。SLE4442卡遵循I2C協(xié)議，讀寫(xiě)時(shí)序與I2C相類似。
一般說(shuō)來(lái)，IC卡只要直接和單片機(jī)相連即可以應(yīng)用，但是為了使設(shè)計(jì)更加穩(wěn)定，在IC卡與單片機(jī)之間增加一些電阻以達(dá)到保護(hù)的目的。另外IO口和卡到位檢測(cè)需要上拉電阻，以保證其可以正常操作。在水表的標(biāo)準(zhǔn)中要求水表要有防靜電的功能，所以在IC卡座的設(shè)計(jì)上，加上TVS管保證在遭受靜電后，此IC卡座仍能正常工作。