IC卡蒸汽預(yù)付費(fèi)控制器的設(shè)計(jì)方案

⑷BL51連接器/定位器：A51產(chǎn)生的目標(biāo)模塊和C51產(chǎn)生的目標(biāo)模塊相結(jié)合所生成的新的目標(biāo)模塊，該目標(biāo)模塊也可以重新定位;=5\*GB2\＊MERGEFORMAT⑸HEX格式轉(zhuǎn)換器：可以完成對軟件中的機(jī)器碼轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以執(zhí)行的HEX文件;4。2程序設(shè)計(jì)概述單片機(jī)通電復(fù)位以后，主程序采用順序掃描的方法，掃描各個(gè)子程序的入口標(biāo)志位，當(dāng)符合子程序的入口要求時(shí)，轉(zhuǎn)入子程序執(zhí)行相應(yīng)的程序,執(zhí)行完后返回主程序繼續(xù)進(jìn)行順序掃描，最后進(jìn)入等待狀態(tài)，等待中斷，中斷后進(jìn)行下一次的掃描。由于各個(gè)子程序的執(zhí)行都是需要中斷完成的,所以必須考慮中斷的優(yōu)先級問題。各個(gè)子程序的設(shè)計(jì)采用模塊化的方法。子程序中最重要的為IC卡讀寫子程序。4。3主程序主程序流程圖如圖4。1所示。單片機(jī)通電后首先需要對內(nèi)部的存儲(chǔ)器進(jìn)行初始化的設(shè)置。初始化中，需要清除內(nèi)存單元的原始內(nèi)容，設(shè)置特殊功能寄存器的初始值，設(shè)置LCD液晶顯示的初始值。初始化完后，開始進(jìn)入主循環(huán)，判斷故障與否，電源電壓正常與否等必要的判斷，如果一切正常,就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行往下執(zhí)行,否則不再繼續(xù)。如果一直沒有自程序的中斷，主程序就會(huì)關(guān)閉閥門（初始時(shí)閥門也為關(guān)閉)。并在最后進(jìn)入顯示子程序中顯示“無卡插入”,“電源電路正常”.同時(shí)進(jìn)入等待狀態(tài)，等待中斷，進(jìn)入子程序進(jìn)行子程序的執(zhí)行。詳細(xì)的主程序流程圖如圖4。1所示.圖4。1主流程圖4。4電源電壓檢測程序采用專用的電壓檢測芯片，檢測電源電路是否穩(wěn)定在5V左右,當(dāng)檢測出的電壓低于3V時(shí),單片機(jī)引腳就會(huì)輸出低電平，并觸發(fā)中斷，中斷后，進(jìn)入電源電壓檢測程序，當(dāng)電源電壓只是一瞬間的的電壓失常，子程序返回時(shí)，并不執(zhí)行什么動(dòng)作，當(dāng)真是電源電壓電路出現(xiàn)故障時(shí),子程序返回之前，單片機(jī)將會(huì)控制電磁閥關(guān)閉，同時(shí),返回后,LCD液晶顯示屏將會(huì)顯示“電源電路失常,請及時(shí)檢修”,并同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。詳細(xì)流程圖如圖4。2所示.圖4.2低電壓檢測子程序流程圖4.5IC卡讀寫程序IC卡檢測流程采用了模塊化的設(shè)計(jì)，首先檢測是否有IC卡插入，在正確插入的前提下，對IC卡進(jìn)行密碼校驗(yàn)，讀取IC卡存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容后，進(jìn)行相應(yīng)的處理.然后,IC卡取出。詳細(xì)程序流程如圖4。3所示。圖4。3IC卡讀寫子程序4.6Modbus協(xié)議本設(shè)計(jì)的通訊主要在預(yù)付費(fèi)控制器與流量積算議和PC機(jī)之間進(jìn)行，同時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片也要通過串口向單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。由于工業(yè)上常用Modbus協(xié)議，所以本設(shè)計(jì)中，通訊模塊都采用Modbus協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。Modbus協(xié)議介紹如下：Modbus是OSI模型第7層上的應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議，它在連接至不同類型總線或網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間提供客戶機(jī)/服務(wù)器通信。Modbus協(xié)議廣泛的應(yīng)用于工業(yè)中。通過此協(xié)議,設(shè)備與設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為了一種通用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此協(xié)議定義了一種消息結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以被控制器認(rèn)識使用,而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一個(gè)控制器如何訪問另一個(gè)設(shè)備的過程，如何響應(yīng)設(shè)備的請求,如何甄別錯(cuò)誤，并且做出記錄.在Modbus網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸標(biāo)準(zhǔn)的Modbus口使用的是一個(gè)RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)。通信采用主從技術(shù)，即僅有主設(shè)備能初始化傳輸（查詢），而其它設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng).主設(shè)備可以各個(gè)從設(shè)備之間進(jìn)行單獨(dú)的通信，也可以采取廣播方式與其它所有設(shè)備進(jìn)行通信。如果是單獨(dú)通信，從設(shè)備返回消息作為回應(yīng)。如果是采用廣播方式查詢，則不作任何回應(yīng)。在其它類型網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸在其它網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)，控制器采用對等技術(shù)通信，所以控制器可以通過設(shè)置與其它的控制器實(shí)現(xiàn)通信。所以單獨(dú)通信時(shí)，控制器可以作為主設(shè)備也可以作為從設(shè)備。在消息位,Modbus協(xié)議提供的仍是主從原則，但是通信方法卻變成了“對等”。如果控制器發(fā)送消息，它只能是作為主設(shè)備，并期望從設(shè)備能夠做出回應(yīng)。如果控制器接受消息，它將設(shè)置為從設(shè)備,并響應(yīng)主設(shè)備。查詢——回應(yīng)周期(1）查詢查詢消息中的功能代碼能夠使被選中的從設(shè)備知曉要執(zhí)行何種功能。從設(shè)備執(zhí)行功能中的任何附加信息必須包含在數(shù)據(jù)段中。舉個(gè)例子，如功能代碼03是要告知從設(shè)備需要讀保持寄存器并返回它們的內(nèi)容。這時(shí)數(shù)據(jù)段必須包含的信息是:需要從哪個(gè)寄存器開始讀還有寄存器的數(shù)量。（2)回應(yīng)如果從設(shè)備產(chǎn)生回應(yīng)是正常的，則回應(yīng)的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應(yīng)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù):象寄存器值或狀態(tài).如果發(fā)生錯(cuò)誤，功能代碼將被修改用于說明回應(yīng)消息是錯(cuò)誤的，同時(shí)數(shù)據(jù)段包含了描述此錯(cuò)誤信息的代碼。結(jié)論本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)讀取IC卡的蒸汽數(shù)據(jù)，然后控制電磁閥門的開斷，實(shí)現(xiàn)蒸汽的自動(dòng)供給。在單片機(jī)處理數(shù)據(jù)時(shí)，需要處理閥門供出的蒸汽,所以需要一個(gè)器件統(tǒng)計(jì)從電磁閥供出的數(shù)據(jù).本設(shè)計(jì)采用的是流量積算議。通過流量積算議將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī).兩者之間的通訊需要RS232串口進(jìn)行連接.同時(shí)，PC機(jī)在控制室需要監(jiān)控蒸汽控制器的運(yùn)行情況，并且遇到特殊情況時(shí)，需要與控制器進(jìn)行通訊。在設(shè)計(jì)之初，由于對IC卡的技術(shù)不是很了解,所以開始之初，思路很不清晰，于是在設(shè)計(jì)之初的一個(gè)月，查閱了大量的資料，看了很多相關(guān)的書籍。在網(wǎng)上也搜尋樂一些資料.之后，腦海中,有了一些思路。主要是已經(jīng)對單片機(jī)控制電磁閥門的開斷實(shí)現(xiàn)蒸汽的自動(dòng)供給的流程有了一些思路。然后對蒸汽控制器的設(shè)計(jì)作了深入的研究，包括IC卡的結(jié)構(gòu)和工作時(shí)序，工作原理.同時(shí)在思考控制器的控制流程中，總結(jié)了需要設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊，即IC卡讀寫電路，VI轉(zhuǎn)換電路，液晶顯示電路，鍵盤電路,電源電路，并且設(shè)計(jì)串口通信模塊?？偨Y(jié)之后，開始逐個(gè)設(shè)計(jì)單元電路，開始尋找合適主要的元件.在此之后，著手設(shè)計(jì)軟件流程部分.通過這次設(shè)計(jì)之后，使我掌握了一件產(chǎn)品從無到有的過程。在此流程中，每一步流程都需要通過搜集很多的資料，然后想出幾個(gè)方案然后進(jìn)行比對篩選，然后不斷的否定之否定，暫時(shí)確定一種方案，然后進(jìn)行下一步流程。流程進(jìn)行完之后，設(shè)計(jì)并不是完成了，還需要整體對總的電路再進(jìn)行完善。通過這次設(shè)計(jì)后，增強(qiáng)了我的設(shè)計(jì)的意識,鍛煉了我的設(shè)計(jì)的能力，提高了解決實(shí)際問題的能力。參考文獻(xiàn)童芳。MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用武漢科技大學(xué)，2006年席東河等。GM8123在智能電動(dòng)柜通信系統(tǒng)中的應(yīng)用科技信息，2010年胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)。北京：清華大學(xué)出版社,1995姜志海.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社,2005年于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，1999年王慧中.微機(jī)原理及接口技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000年劉潤華，李振梅。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).山東：中國石油大學(xué)出版社,2008年王愛英.智能卡技術(shù)-IC卡。北京：清華大學(xué)出版社，2000年王宜懷.單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程。北京：希望電子出版社，2002年Koivo，H。N.andTanttu,J。T.TuningofPIDControllers:SurveyofSISOandMIMOTechniques。ProceedingsoftheIFACIntelligentTuningandAdaptiveControlSymposium,Singapore，1991.A。Rosso，F(xiàn)。Righini。ANewTransferStandardPyrometer。Measurement.1985，3。.致謝及聲明在這次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的周期接近了半年,現(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了收尾過程,在設(shè)計(jì)的過程中，我得到了很多人的幫助，首先，我想感謝我的指導(dǎo)老師哈恒旭老師和劉連鑫老師，尤其是劉老師.雖然老師這學(xué)期的教學(xué)任務(wù)非常重，但是一星期還是會(huì)抽出一天的時(shí)間給予我指導(dǎo)和幫助.每當(dāng)我有問題的時(shí)候，第一個(gè)想到的就是劉老師。每當(dāng)劉老師給我指導(dǎo)的時(shí)候，我學(xué)會(huì)的不僅是與本設(shè)計(jì)有關(guān)的知識，而且還能接觸到以前沒有了解的東西，比如,老師最近在忙的智能汽車的設(shè)計(jì)。同時(shí)，在劉老師身上，我學(xué)到了很多珍貴的東西，比如敬業(yè)的精神，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，育人不倦的師德，老師的親和力也給我留下了深刻的印象。這些無形的知識將會(huì)成為我永遠(yuǎn)的精神財(cái)富.在此，我要對劉老師說一聲：老師,您辛苦了.其次,我想感謝電氣學(xué)院的老師們，為我們開放了實(shí)驗(yàn)室,在那里可以進(jìn)行必要的電路設(shè)計(jì)和電路仿真