基于非接觸式IC卡的智能水控器設計
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2．1 主控模塊
主控模塊由單片機及其外圍電路組成。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，本設計中的單片機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。這種處理器的片內有16kbytes的可反復擦寫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數(shù)據(jù)，因此大大減少了電路的復雜性和降低開發(fā)成本。片上最多有40個I／O，每個I／O口驅動能力均可達到20mA，可以滿足系統(tǒng)多模塊接口要求。其內部電路還引進了看門狗功能，抗干擾能力強。
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.ex-cimer.com/article/172874.htm
2．2 射頻模塊
與Mifare 1卡配套對應讀寫裝置有卡讀寫組件和專用讀卡芯片。因產(chǎn)品小型化設計要求，只考慮采用讀卡芯片。由于本設計采用并行接口進行數(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10厘米的Mifare卡射頻基站。其功能包括調制、解調、產(chǎn)生射頻信號、安全管理和防沖撞機制。MFRC500內部結構可分為射頻區(qū)和接口區(qū)：射頻區(qū)內含調制解調器和電源供電電路，直接與天線連接；接口區(qū)有與單片機相連的端口，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)其寄存器的設定對發(fā)送數(shù)據(jù)進行調制，首先得到發(fā)送信號，之后通過由天線驅動引腳TX1和TX2驅動的天線以13．56MHz的電磁波形式發(fā)送出去。與此同時，在其射頻范圍內的Mifare卡采用RF場的負載調制進行響應。天線接收到卡片的響應信號后，再經(jīng)過天線匹配電路送到MFRC500的接收引腳RX，最后由芯片內部的接收器對接收信號進行解調、譯碼，并根據(jù)寄存器的設定進行處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接口D0-D7由單片機讀取。
2．3 電磁閥控制模塊
本設計中采用5V雙穩(wěn)態(tài)電磁閥對水流通斷進行控制。由于單片機I／O口驅動能力有限，且電磁閥會對單片機產(chǎn)生較大干擾，需增加驅動電路?？紤]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，提高了整機可靠性。L9110是為控制和驅動電機設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。
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