ic模擬設計工程師范文第1篇
1 IC卡自助加油機的功能
該IC卡自助加油機的服務作業設計, 充分考慮了顧客自助服務的要求。顧客插卡之后根據操作終端顯示屏上的提示, 通過觸摸式薄膜鍵盤進行操作, 可選擇定量加油, 也可直接提槍加油, 加油中實時顯示加油升數、金額、單價, 加油結束退卡后, 可以立即從結算打印口取到自己加油的消費憑證。在加油機的兩側還配有自動切紙機, 顧客加完油后可方便地取到清潔紙, 清洗油箱口處和手上的油漬。
2 IC卡自助加油機的硬件設計
該IC卡自助加油機控制系統的硬件結構如圖1所示, 主要由操作終端、單片機、薄膜鍵盤、打印機、讀卡器、IC卡認證模塊、油泵與電磁閥輸出控制部分、流量傳感器與油槍開關信號輸入控制部分、看門狗、非易失性存儲器和實時時鐘等組成。
2.1 操作終端
操作終端是IC卡自助加油機的核心部件之一, 其主要提供與客戶交戶的人機界面。
本系統采用從國內某知名生產廠商定制的工業用嵌入式PC作為操作終端, 其穩定可靠、防暴性能好, 抗干擾能力強, 可在高溫、低溫、油氣污染、強電磁干擾等惡劣條件下24小時不間斷正常運行。該嵌入式PC配有36鍵薄膜鍵盤和液晶顯示屏, 其都具有很強的抗磨損、防油漬性能;還有1個RS232C串行接口用于與單片機通訊, 1個并行口用于連接打印機, 本系統打印機采用具有防爆性能的設備。
2.2 單片機
單片機是IC卡自助加油機的另一個核心部件, 它是加油控制部分的指揮中心, 控制加油功能的實現。
本系統采用基于新51MX內核的P89C669單片機, 它包含96KB的Flash程序存儲器、2KB的數據S R A M、1個可編程計數器陣列 (PCA) 、可配置成不同時間范圍的看門狗定時器 (通過SFR的位設置) 、2個增強型UART以及字節型I2C總線串行接口, 具有在系統編程和在應用中編程的功能, 可進行現場和遠程程序升級。
2.3 讀卡器和IC卡認證模塊
讀卡器用于IC卡插入和退出的識別與控制, 實現IC卡和系統的數據交換, 為IC卡提供所需的電源和時鐘信號;IC認證模塊用于對IC卡進行合法性認證, 鑒別卡的真偽。
2.4 看門狗
看門狗電路的功能主要是保證系統的可靠運行, 防止系統受擾后出現程序跑飛、死機現象。其主要由MAX813L組成, MAX813L具有看門狗、復位輸出、電壓檢測等特征, 若在1.6秒內看門狗輸入端未被觸發, 看門狗輸出端將使單片機自動復位, 恢復系統運行;當單片機電壓低于正常值時, 電壓檢測輸出端將觸發單片機外部中斷, 使其執行相應的掉電數據保護程序。
2.5 信號輸入控制部分和輸出控制部分
本系統輸入控制的信號主要是油槍開關信號和流量傳感器計數脈沖信號, 輸出控制的信號主要是油泵和電磁閥控制信號。這兩部分由油槍開關、流量傳感器、油泵和電磁閥控制板等組成。當提起油槍時, 油槍開關將向系統發出開機信號, 系統接收后發出打開電磁閥和啟動電機的指令信號, 使系統進入待加油狀態;當開啟油槍時, 油液將流經流量計, 推動流量計內活塞作往復運動, 排出固定體積的油液, 使流量計的輸出軸轉動, 進而帶動傳感器分度盤切割光槽, 產生油液計數脈沖信號。計數脈沖信號送入系統后, 系統將對其進行處理, 若接收正常, 將顯示和存儲加油數據;當掛上油槍或加到預置流量時, 系統將發出關閉電磁閥和電機的控制信號, 加油過程結束。
2.6 非易失性存儲器
非易失性存儲器主要保存加油交易記錄、IC卡黑白名單等數據。本系統采用SST公司的28SF040 SuperFlash EEPROM, 其存儲容量為512KB, 接口方式簡單, 讀寫速度快, 具有片上硬件和軟件數據保護功能, 片內存儲的數據可保存100年以上。
2.7 實時時鐘
實時時鐘為系統提供準確可靠的日期和時間。本系統采用DS12C887時鐘芯片, 它具有完備的時鐘及到2100年的日歷功能;內含可充電鋰電池, 電路通電時自動對其充電, 充足一次電可供時鐘芯片運行半年之久, 正常工作時可保證時鐘數據10年內不丟失。
3 IC卡自助加油機的軟件設計
IC卡自助加油機的軟件設計包括操作終端軟件設計和P 8 9 C 6 6 9單片機程序設計。操作終端軟件主要由操作界面模塊、串口通訊模塊、網絡通訊模塊和數據庫模塊等組成。單片機程序主要包括主程序模塊、IC卡讀寫模塊和串口通訊模塊, 程序用C51編寫。
操作終端和單片機之間按照統一的接口通訊協議進行數據交換。
數據交換直接通過命令的方式實現, 主要的命令如下。
(1) 單片機對多媒體操作終端的普通查詢命令。
(2) 單片機發送卡插入狀態命令。
(3) 單片機發送加油中狀態命令。
(4) 單片機上送交易記錄命令。
(5) 單片機下載數據 (黑名單、白名單、油品價格、油站通用信息和單片機程序) 命令。
(6) 單片機向操作終端查詢黑、白名單命令。
(7) 操作終端對單片機的普通查詢命令。
(8) 操作終端發送定量加油命令。
(9) 操作終端發送退卡命令。
在實際的加油過程中, 操作終端和單片機之間不斷地通過命令進行通訊, 如圖2所示, 圖中詳細地描述了IC卡定量加油的處理流程。
4 結語
本文介紹的IC卡自助加油機成功地把機電控制技術、計算機控制技術和通訊技術應用到加油機上, 使得加油機的功能更加豐富, 操作更加人性化。在競爭日益激烈的成品油零售領域, 該IC卡自助加油機無疑將有廣闊的市場應用前景。
摘要：本文介紹了一種IC卡自助加油機的功能和特點, 詳細闡述了IC卡自助加油機的軟硬件設計, 成功地把機電控制技術、計算機控制技術和通訊技術應用到加油機上, 使得加油機的功能更加豐富, 操作更加人性化。
關鍵詞：操作終端,IC卡,單片機,加油機
參考文獻
[1] PHILIPS P89C669 8-Bit Microcontroller With Extended Memory Data Sheet.
[2] SST 28SF040 4Mbit (512Kx8) SuperFlash EEPROM Data Sheet.
[3] MAXIM MAX813L Low-Cost Mi-croprocessor Supervisory Circuits DataSheet.