脱网版计时消费机的设计

文章摘要：图2 IC卡读写器硬件电路 本文利用单片机的通用I/O口（P1.7和P1.6）来虚拟I2C总线接口，为了在使用虚拟I2C总线时有一个通用的界面，可设计出一个主方式下的虚拟I2C总线软件包，给出归一化操作指令即可。进行数据传输时则靠识别芯片地址来选择操作芯片。1 IC卡读写器部分 IC卡读写器的电路如图2所示，由于采用了PHILIPS公司高集成度的TYPE A读写器芯片MF RC500，天线驱动电路仅需很少的外围元件,有效距离可达10cm。每次上电或硬启动后,芯片会复原其并行接口模式并检测当前的MCU接口类型，MF RC500可支持不同的微控制器接口，一个智能的自动检测逻辑可以自动适

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图2 IC卡读写器硬件电路

    本文利用单片机的通用I/O口（P1.7和P1.6）来虚拟I2C总线接口，为了在使用虚拟I2C总线时有一个通用的界面，可设计出一个主方式下的虚拟I2C总线软件包，给出归一化操作指令即可。进行数据传输时则靠识别芯片地址来选择操作芯片。

1 IC卡读写器部分

    IC卡读写器的电路如图2所示，由于采用了PHILIPS公司高集成度的TYPE A读写器芯片MF RC500，天线驱动电路仅需很少的外围元件,有效距离可达10cm。每次上电或硬启动后,芯片会复原其并行接口模式并检测当前的MCU接口类型，MF RC500可支持不同的微控制器接口，一个智能的自动检测逻辑可以自动适应系统总线的并行接口，使用信号NCS选择芯片。要使用独立的地址和数据总线与微控制器相连，必须将ALE引脚连接到DVDD。本设计使用复用的地址和数据总线与微控制器接口，所以必须将MF RC500的ALE引脚连接到微控制器的ALE信号。

2 存储器部分

    计时消费机中存储的消费数据要求掉电不丢失，为此选用了ATMEL公司的24C256 EEPROM。24C256是一个256kb的支持I2C总线数据传送协议的串行CMOS EEPROM，可编程自定时写周期（包括自动擦除时间不超过10ms，典型时间为5ms），其地址分配如表1所示。

图3 数据信息写入流程图

    串行EEPROM的数据读取正确与否和系统软件的设计紧密相关。系统软件要根据硬件电路确定数据传输位；建立数据区地址指针，按照串行EEPROM的工作时序设定读、写控制主程序。主程序分为以下两个部分。

1）数据端口初始化

    根据串行EEPROM数据存取的特点，设立数据端口的工作方式，建立相应的数据指针DPTR，为地址和数据信息的存、取建立各自的子程序，为后一步数据信息的存、取做准备。

2）数据信息写入/读取

    如图3所示，首先设立数据源的入口地址DPTP，然后调用串行EEPROM入口地址服务子程序，选通EEPROM数据区，启动读/写程序传输数据。

3 计时模块

    计时模块的电路如图4所示。PCF8563是低功耗的CMOS 实时时钟/日历芯片，它提供一个可编程时钟输出，一个中断输出和掉电检测器，所有的地址和数据通过I2C总线接口串行传递。在给PCF8563送入初始的日历信息后，PCF8563中的日历就会自动运行。由于PCF8563为实时时钟芯片，在没有外接电源时仍然要求连续供电，以保持时间的准确无误。因此，这部分电路还加了掉电保护功能，在主供电系统意外断电时，即Vcc为0V时，D1截止，3.6V备用电源通过D2继续给PCF8563供电,保证其正常运行。

4 显示模块

    消费机显示部分包括前后面板都有8位LED数码管，全部由74LS164驱动。显示部分采用的是普通的串行静态显示，由STC89C58的P1.6和P1.7构成模拟I2C串行口，通过P89LPC932将驱动信号分别送往前后显示面板。

5 数据通信部分

    每台消费机在投入使用前，都可通过串口根据实际情况对消费机进行读写器密钥、消费机号和基准时间等参数进行设置。设置成功后，参数保存在消费机的EEPROM中。

图4 时钟电路

    本设计中采用RS232串行通信方式进行数据的传送。数据的采集存储由单片机系统完成,而数据的处理由PC完成，即将PC与单片机组成上位机、下位机分布式控件系统。下位单片机作为前端处理机，深入到现场，负责采集各种数据并记录，在需要时将各种数据传到上位机。

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