IC卡预付费电子电能表设计毕业设计说明书文档格式.docx
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近几年IC卡预付费电能表进展状态4
2IC卡电能表原理分析6
预付费电表原理和常识6
市场上常见预付费电表及其比较6
IC卡电能表的组成框图7
3硬件电路设计8
主控芯片的选用8
AT89C52的封装引脚8
AT89C52的内部特性8
AT89C52方框图9
各引脚功能说明9
振荡器特性12
空闲模式12
掉电模式12
接口电路的设计13
信号检测与传感电路的设计[8]13
A/D转换通道的设计13
外部存储器的扩展设计17
掉电检测及看门狗电路的电路设计18
键盘及显示电路的设计19
串行通信接口的设计[10]19
稳压电源的设计[11]22
报警电路的设计23
硬件地址的确信23
外部存储器的分派23
A/D转换器的地址分派23
LED显示器地址分派23
4系统软件的设计24
主控程序的设计24
中断源及中断优先级的安排24
存储器的分派24
模块部份的设计24
掉电中断子程序的设计24
数据搜集中断子程序的设计25
键盘中断子程序的设计26
串行口中断子程序的设计26
显示子程序的设计26
声光报警子程序的设计26
数字滤波的设计29
系统主流程图31
软件程序清单31
结论32
1设计历程32
2设计特点32
3展望和体会32
致谢34
参考文献35
附录AIC卡家用电能表硬件框图36
附录B软件程序清单37
1绪论
IC卡概况
IC卡是集成电路卡（IntegratedCircuitCard）的英文简称，在有些国家也称之为灵巧卡（SmartCart）、聪慧卡（IntelligentCard）、微芯片卡（MicrochipCard）等。
将一个专用的集成电路芯片镶嵌于卡片上，固然也能够封装成纽扣、钥匙、饰物等特殊形状。
IC卡的最初假想是由日本人提出来的。
1969年12月，日本的有村国孝（KarnatakaArimura）提出一种制造平安靠得住的信誉卡方式，并于1970年取得专利，那时叫ID（IdentificationCard）。
1974年，法国的罗兰•莫雷诺（RolandMoreno）发明了带集成电路芯片的塑料卡片，并取得了专利权，这确实是初期的IC卡。
1976年法国布尔（Bull）公司研制避世界第一枚IC卡。
1984年，法国的PTT（PostsTelegraphsandTelephones）将IC卡用于卡，由于IC卡具有良好的平安性和靠得住性，取得了意想不到的成功。
随后，国际标准化组织（ISO，InternationalStandardizationOrganization）与国际电工委员会（IECInternationalElectrotechnicalCommission）的联合技术委员会为之制订了一系列的国际标准、标准，极大地推动了IC卡的研究和进展。
IC卡较之以往的识别卡，具有以下特点：
一是靠得住性高──IC卡具有防磁、防静电、防机械损坏和防化学破坏等能力，信息可保留100年以上，读写次数在10万次以上，至少可用10年；
二是平安性好；
三是存储容量大；
四是其类型多。
从全世界范围看，此刻IC卡的应用范围已再也不局限于初期的通信领域，而普遍地应用于金融财务、社会保险、交通旅行、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校治理及其它领域。
目前在我国，随着金卡工程建设的不断深切进展，IC卡已在众多领域取得普遍应用，并取得了初步的社会效益和经济效益。
2000年，全国IC卡发行量约为亿张，其中电信占据了大部份市场份额。
公用IC卡亿多张，移动SIM卡超过4200万张，其它各类IC卡约6000万张。
2001年IC卡总出货量约亿张，较上年增加26%；
发行量约亿张，较上年增加40%。
从应用领域来看，公用IC卡发行超过亿张，SIM卡发行5500万张，公交IC卡为320万张，社保领域发卡为1400万张，其它发卡为8000万张。
尽管IC卡的发行量维持了较高的增加率，但市场销售额在IT市场中的比重还很小。
据CCID统计，2001年我国运算机市场销售额约2502亿元，而IC卡市场销售额不到21亿元。
IC卡市场还构不成我国IT业的亮点，对IT市场的拉动作用并非明显。
这一方面制约IT企业对IC卡技术的投入，另一方面，也预示着我国IC卡市场的庞大进展空间。
随着政府治理和支持力度的加大、技术研发水平的提升，IC卡市场竞争格局将发生深刻的转变。
由于高端芯片、核心模块、金融POS机、生产设备等被国外企业所把握，造成国外品牌对一些细分市场的相对垄断。
随着政府智能卡项目的启动，移动通信市场的慢慢开放，国内企业技术实力和工艺流程的优化，使得国外品牌市场份额受到专门大程度的限制，而国内品牌将会有快速的进展。
2002年乃至尔后5年，是我国IC卡应用向纵深进展的时期。
我国IC卡市场格局必将由无序走向有序，市场竞争必将由有限走向无穷，IC卡市场将慢慢走向成熟，进入微利时期。
在这种形势下，单纯的发卡量和新产品的数量并非能衡量IC卡产业与市场的进展水平，市场进展的程度最终取决于IC卡的应用水平及其带来的社会效益。
从可持续进展的角度讲，增强行业标准，推动IC卡企业由产品和技术型转向应用和效劳型，将成为我国IC卡市场进展的重要趋势。
在尔后的三十连年里，随着超大规模集成电路技术、运算机技术和信息平安技术等的进展，IC卡种类加倍丰硕，技术也更趋成熟，已在国内外取得了普遍的应用[1]。
IC卡的分类
依照镶嵌的芯片的不同划分为：
（1）存储卡：
卡内芯片为电可擦除可编程只读存储器EEPROM（ElectricallyErasableProgrammableRead-onlyMemory），和地址译码电路和指令译码电路。
为了能把它封装在的塑料卡基中，特制成的薄型结构。
存储卡属于被动型卡，通常采纳同步通信方式。
这种卡片存储方便、利用简单、价钱廉价，
在很多场合能够替代磁卡。
但该类IC卡不具有保密功能，因此一样用于寄存不需要保密的信息。
例如医疗上用的急救卡、餐饮业用的客户菜单卡。
常见的存储卡有ATMEL公司的AT24C1六、AT24C64。
（2）逻辑加密卡：
该类卡片除具有存储卡的EEPROM外，还带有加密逻辑，每次读/写卡之前要先进行密码验证。
若是持续几回密码验证错误，卡片将会自锁，成为死卡。
从数据治理、密码校验和识别方面来讲，逻辑加密卡也是一种被动型卡，采纳同步方式进行通信。
该类卡片存储量相对较小，价钱相对廉价，适用于有必然保密要求的场合，如食堂就餐卡、卡、公共事业收费卡。
常见的逻辑加密卡有SIEMENS公司的SLE444二、SLE4428，ATMEL公司的AT88SC1608等。
（3）CPU卡：
该类芯片内部包括微处置器单元（CPU）、存储单元（RAM、ROM和EEPROM）、和输入/输出接口单元。
其中，RAM用于寄存运算进程中的中间数据，ROM中固化有片内操作系统COS（CardOperatingSystem），而EEPROM用于寄存持卡人的个人信息和发行单位的有关信息。
CPU治理信息的加/解密和传输，严格防范非法访问卡内信息，发觉数次非法访问，将锁死相应的信息区（也可用高一级命令解锁）。
CPU卡的容量有大有小，价钱比逻辑加密卡要高。
但CPU卡的良好的处置能力和上佳的保密性能，使其成为IC卡进展的要紧方向。
CPU卡适用于保密性要求专门高的场合，如金融卡、军事密令传递卡等。
国际上比较闻名的CPU卡提供商有Gemplus、G&
D、Schlumberger等
（4）超级智能卡：
在CPU卡的基础上增加键盘、液晶显示器、电源，即成为超级智能卡，有的卡上还具有指纹识别装置。
VISA国际信誉卡组织实验的一种超级卡即带有20个健，可显示16个字符，除有计时、运算机汇率换算功能外，还存储有个人信息、医疗、旅行用数据和号码等。
按通信方式还可分为接触式和非接触式，接触式的有：
卡片卡、钥匙卡，非接触式的有：
射频卡、遥控卡。
IC卡预付费电能表
IC卡预付费电度表是以标准的单相（三相）感应式电度表为基表改装而成（借用原感应式电度表的机芯，通过光电传感器读取转盘转数取得用户消耗的电度数），采纳具有加密逻辑的存储器卡作为预付费传递媒介，以单片机作为处置和操纵系统的核心。
使传统型电度表的功能得以更新。
用户从电力部门将购买的电费通过IC卡传递给电度表，单片机将新购电费与表内剩余电费相加取得新的剩余电费，存于SEEPROM芯片中。
电度表的盘转数通过红外光电检测器转换成电脉冲信号，送单片机计数。
计数值的大小反映了用电量大小，当用电量达到一个计费单元，单片机计费一次，从剩余电费中扣除用去电费，并对用去电费进行累加。
简单来讲IC卡预付费电能表是以IC卡作为电能量值数据传输介质，在电能表（电子式电度表或机械式电能表）中加入负荷操纵部份等功能模块，从而实现电量抄收和电量结算的智能型电能表。
治理售电系统包括用户信息治理子系统、IC卡初始化系统、统计分析子系统和售电子系统。
IC卡预付费电能表具有如下特点：
（1）预付费功能：
通过IC卡实现先买电后用电；
（2）电能计量功能：
配合原感应电度表利用，采纳非接触式光电取样，不改变原电表计量精度；
（3）数字显示功能：
购电量、剩余电量、累计用电量随时可供查询，显示部份采纳省电操纵方式，即周期扫描显示，每过一段时刻显示一次。
（4）预报功能：
当剩余电量小于设定的警告门限时，点亮提示用电量将尽的发光二极管和驱动提示扬声器发作声音，提示用户及时购电；
（5）监控功能：
剩余电量为零时，自动切断用电回路；
（6）数据爱惜功能：
电网停电时，数据自行维持；
（7）防伪卡功能：
一表一卡，购电IC卡采纳具有加密逻辑的存储器卡，加上软件算法和“动态”密码技术，严格有效地避免伪造和复制购电卡的行为；
（8）错误信息提示功能：
对卡坏、卡密码比较错误、非法卡及表内购电量存储单元溢出等情形给予显示提示[2][3]。
近几年IC卡预付费电能表进展状态
1995年之前，要紧为电钥匙IC卡，以93C46和24C01为主IC卡为可擦写存储芯片（EEPROM）或一样存储卡，IC卡存储方便、利用简单、价钱廉价，平安性不高，存在被破解的可能性，用户以物业小区为主。
1995年~1999年，要紧为卡式IC卡，以存储卡（24C01）和逻辑加密卡（444二、4428）为主其中逻辑加密卡（444二、4428）的平安性取得进一步提高，内嵌芯片在存储区外增加了操纵逻辑，在访问存储区之前需要查对密码，只有密码正确，才能进行操作。
用户从单纯物业小区扩展到电力行业治理部门，开始大规模普及利用。
1998年~至今，要紧为金融IC卡，以CPU卡（CPU卡和SAM模块为加密介质）为主CPU卡内嵌芯片相当于一个特殊类型的单片机，内部除带有操纵器，存储器，时序操纵逻辑等外，还带有算法单元和操作系统，存储容量大，处置能力强，信息存储平安等特性。
率先在北京供电局全面推行，并在河南、湖南等城市开始推行。
IC卡预付费电能表为电力部门的收费及抄表带来了极大的方便和收益，也为生产厂商带来了利润；
作为IC卡预付费电能表各生产厂家应充分借鉴该案件所带来的众多试探，踊跃进行自我反思，防微杜渐，踊跃淘汰问题产品，做到对企业自身负责、对行业进展负责、对社会负责，一起保护电度表行业的健康进展。
2IC卡电能表原理分析
预付费电表原理和常识
在电子式电能表还未取得推行时，大部份预付费电表为机电混合预付费电表，是在机械电度表中增加电子处置单元来组成。
在电子电能表技术成熟后，机电混合预付费表大体已经淘汰。
常见预付费电表都是在电子式电能表的基础上增加了微运算机处置单元和存储单元和操纵断电装置等组成的。
必需先在电表中预存必然电量或金额才能合闸供电，用电时电表一边计量一边从剩余值中扣减已用的电量或金额，若是扣完那么断电，为了保证正经常使用电必需在断电前再次预存并累加到电表的剩余值中。
预存电量或金额必需通过治理部门的售电系统向用户收取预购电费后，才能预存给用户。
预存信息通过必然方式送入电表中才能利用。
常见的预存方式有两种，一种为代码式，一种为写卡式。
代码式原理为，治理系统将用户信息和购电信息结合起来生成一组加密代码，并交给用户自己输入到电表中，电表通过正确解密后取得预存电量或金额并保留。
写卡式是将预购电量或金额写入专用电子卡（存储器）中，交给用户持电子卡到对应电表上进行通信，预购值自动送入电表中。
市场上常见预付费电表及其比较
目前市面上大体上都是电子式预付费电能表，原理大致相同，功能也相似，可是由于厂家间的技术实力和经营模式不同，推出的产品在性能和价钱方面有所不同。
现将市场常见预付费电表优缺点作简单论述：
（以下为个人讨论，不存在对其他厂家或产品的褒贬，只供有爱好人士参考）代码式预付费电表，预付式代码形成提供给用户，因此在其电表上不需要和外部接口，密封性好，避免人为解决，可是用户操作比较麻烦；
因为考虑到数据平安，代码必需足够长，因此用户在电表上输入代码时极容易犯错，而且在装表环境光线不足、装表位置较高、或是年老体弱者操作时，加倍不便。
接触型卡式预付费电表，操作上简单，用户购电后，只需将电卡插入电表上即可自动完成预存电累加，可是电表上有外部通信接口，易受到潮湿和有害气体的侵蚀，使接触金属部份氧化，致使通信失败乃至数据错误，同时接口还易受到人为干扰和解决，为解决此问题，有的厂家装有接口防解决电路，可是增加了本钱和售价。
非接触卡式预付费电表，成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源和免接触难题。
射频卡无需专门的供电电源；
它与读写器间无机械接触，幸免了接触故障；
它的表面无袒露芯片，可防水，且不易产生静电击穿及弯曲损坏等问题；
射频卡利历时没有正反面。
总之，非接触式IC卡具有靠得住性高、利用方便、操作速度快等特点。
本文采纳非接触式IC卡研制成功了智能预收费电能表[4][5]。
IC卡电能表的组成框图
图键盘中断子程序
图采样中断子程序
此处省略
NNNNNNNNNNNN字。
如需要完整说明书和设计图纸等.请联系
扣扣：
九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载！
该论文已经通过答辩
致谢
《IC卡预付费电子电能表设计》课题论文终于完成了，能够说它是我连年知识的集中表现，是我心血和聪慧的结晶。
论文从开始预备到查阅资料，消化其中关键技术，从原理图设计，从用汇编语言对各部份调试到C52设计、混合编程完成整体读卡程序设计，整个历程既有实验的艰辛又有成功的喜悦。
这不仅是本人辛勤汗水的结晶，更是凝聚了导师和许多同窗及家人的支持、鼓舞、帮忙和关切。
第一要感激我的导师牛月兰教师，她不仅在课题的理论研究上给我以精心的指导，而且还在设计的细节上给以指导，乃至在过年的时刻还在为我的课题预备资料，写指导文件。
正是牛教师的细心指导，我才能顺利的完本钱课题的设计开发和论文的撰写。
牛教师治学严谨，对我的论文进行了细致的阅读，提出了详细的修改意见，几回的说明修改让牛教师付出了大量的时刻和心血。
她的这种认真负责的工作态度将永久值得我学习，将鼓励我在尔后的工作和人一辈子道路上加倍发奋尽力，不断进取。
她的平易近人，聪慧的头脑，扎实的专业知识，丰硕的实践体会给我的阻碍专门大，帮忙很多，从他身上我看到了差距和我尽力的方向。
在论文撰写上引用了很多他人的论文资料和功效，在此表示致谢。
最后，向所有关切帮忙过我的人和母校－黄河科技学院表示最真挚的谢意。
参考文献
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[18]江思敏，Protel电路设计教程[M]，北京:
附录AIC卡家用电度表硬件框图
附录B软件程序清单
主程序:
ORG0000H
LJMP0030H;
;
主程序入口
ORG0003H;
;
INT0中断入口
LJMPEXINT0
NOP;
冗余指令
NOP
LJMPERR;
陷阱
ORG000BH:
T0中断入口
LJMPCYZD
LJMPERR
ORG0013H;
INTl中断入口
LJMPEXINT1
LJMPERR;
T1中断未利用,设陷阱
ORG0023H;
串行口中断入口
LJMPCHAN
ORG0030H
MOVA,#7FH
MOVP1,A
LCALLSHEN;
声光报警
MOVDPTR.#9C02H;
取掉电标志位
MOVXA,@DPTR
ANLA,#0AAH
JZP-DOWN;
结果为零,说明属掉电后的操作,需恢复数据,不然转入正常上电后的初始化操作
LJMPSTART
升级会员 