随着世界计算机技术和信息技术的发展，全球的信息时代已来临，各国都在高科技领域制订适合自己的发展道路，我国政府正在致力于国民经济信息化的建设，以"金卡工程"为代表的信息化应用工程使我们加速向全球经济一体化迈进。作为金卡工程的代表，IC技术无疑是当今世界最优秀应用技术。它从早期的投币式，过渡到磁卡式，直到现在的IC卡式。IC卡即智能卡，又称集成电路卡，它将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，其外形与覆盖磁条的磁卡相似，开发IC卡技术的主要目的是实现现金支付和存兑的电子化、减少现金的流通量、实现电子商务、实现公用事业预付费等。
IC卡燃气表是近十几年发展起来的新型燃气表，一般由计量传感器电路、微功耗单片机、微功耗阀门、电压测试电路、防窃气电路、流量监测等部分组成。与传统的皮膜式燃气表相比，它更具备了精确记数功能、功能卡传输媒介功能、阀门自动处理功能、非法操作处理功能、欠压处理功能、掉电处理功能、数据下载功能、数据显示与声音提示功能等。经过广大IC卡生产厂家多年的技术改进和革新，IC卡技术日益成熟，应用也越来越普及。IC卡燃气表基本解决了气费收费难的问题，同时，随着时代的进步、居民民主意识的增强、生活水平的提高，也要求改变过去落后的上门抄表收费问题，IC卡技术的推广应用，从根本上解决了上述问题，兼顾了企业和用户的利益。对燃气企业来说：一是解决了入户抄表难的问题；二是解决了催费收费难的问题；三是解决了企业和用户的纠纷问题。对用户来说：一是消除了抄表人员的打扰和时间预约问题；二是用气自由；三是消除了地方性收费方式的约束限制。既方便了用户，也减轻了企业负担和诸多难题，简化了操作程序，促进了社会发展，提高了人民群众的生活质量，降低了企业的经济成本，IC卡燃气表是今后的发展方向。
2 IC卡燃气表的基本结构
图1 基本结构图
3 系统组成框图
智能IC卡燃气表的组成框图如图2所示，由电源电路、IC卡读写部分、单片机控制部分、阀门控制及显示部分、电池电压和位置检测电路等组成。
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图2 IC卡燃气表组成框图
3.1 IC卡读写部分
当用户将含有购气量（以加密数值形式表示）的IC卡插入表内时，控制阀在电控系统控制下开通气路。用户每用一个计量单位，计量电路便发出一组等周期计量脉冲序列，该脉冲序列如经电控系统判定为有效，即可以已购气量中减去一个计量单位，并通过液晶模块显示表内剩余气量。当剩余气量为零时，控制阀自动关闭，气路即被切断，此时用户须重新持卡购气。在正常情况下控制阀处于接通态，只有当特殊事件发生时控制阀才从接通态变为关闭态。从IC卡读回来的信息，随之存入 EEPROM存储器中，EEPROM存储器I2C采用24C01芯片，该芯片可以在无电源状态下长期可靠存储系统内重要数据，工作寿命可达106次。当用户卡插入系统时，卡内密码、卡号、购气量及用户用气记录等关键数据将以密文形式存储在24C01芯片中。
3.2 电池电压检测、电池盒位置检测部分
当电池盒中的供电电池的电压小于正常工作电压时，系统会自动提示用户要更换电池了，并且通过显示电路和报警电路告之用户；为有效保护系统电源，本电路可对电池盒位置进行高灵敏检测。当电池盒被拉开时，保护电路输出低电平，单片机监测该信号后，即控制阀门使其关断。直到电池安装好并将电池盒推入表内正常位置时，单片机才会再次控制阀门使重新开阀供气。
3.3 液晶显示及声光报警电路
液晶显示电路可显示欠压、购气、关阀、卡误和气量五种信息状态及其任意组合。报警电路采用LED和蜂鸣器进行报警，由单片机控制发出声光报警。
4 芯片特性
SPMC65P2404A是凌阳公司(Sunplus)推出的8位工业控制单片机，最高工作频率为8MHz，工作电压2.5V~5V，有192字节的RAM和4K字节的OTP ROM，有23个可编程IO口，内置上/下拉电阻，8通道10位A/D转换器（100KHz），SPMC65P2404其他特性包括：
◆凌阳科技8位单片机
☉182条指令
☉11种寻址模式
☉支持位操作（Set,Clear,Inverse,Test）
◆2个8位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)
☉普通的定时/计数器
☉具有8位捕获功能
☉具有8位比较功能
◆2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)
☉普通的定时/计数器
☉具有8或16位捕获功能
☉具有16位比较功能
☉12位PWM输出
◆中断方式
☉支持IRQ和NMI中断
☉4种外部中断
☉11种内部中断
◆5种复位功能：上电复位、低电压复位、看门狗复位、外部复位及错误地址复位
◆支持3种时钟电路：晶体振荡器、RC振荡、外部时钟信号
◆2种低功耗模式：Halt模式和Stop模式
◆低电压监测(LVD)功能
◆一个蜂鸣器驱动输出口
◆具有SPI总线
利用这些资源就能够实现智能IC卡燃气表的功能。
软件部分
软件设计紧密结合智能IC卡燃气表的控制模式，充分体现了对IC卡信息读写、卡类型判断、计量信号判断与数据处理、电压监测与电源保护等功能，并在IC与信号安全性、软件运行可靠性及抗干扰等方面进行了精心设计。系统主程序框图如图4所示。
6 结语
随着科技的不断发展，智能IC卡燃气表采用IC卡实现预收费,能够确保"先付费后用气"的消费方式,该产品从机电一体化的优化设计思路出发,构思独特、控制可靠、检测信号分辨高、计量精确、安装方便、操作简单，这种智能IC卡燃气表的市场前景将十分优越。
7 参考文献
［1］蔡纯洁,邢 武. PIC16/17单片机原理和应用.合肥中国科学技术大学出版社,1997
［2］何立民.I2C总线应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1995
［3］王爱英.智能卡技术.北京:清华大学出版社,1996
本文摘自《凌阳科技》 凌阳单片机推广中心 邓伦华 1 引言随着世界计算机技术和信息技术的发展，全球的信息时代已来临，各国都在高科技领域制订适合自己的发展道路，我国政府正在致力于国民经济信息化的建设，以"金卡工程"为代表的信息化应用工程使我们加速向全球经济一体化迈进。作为金卡工程的代表，IC技术无疑是当今世界最优秀应用技术。它从早期的投币式，过渡到磁卡式，直到现在的IC卡式。IC卡即智能卡，又称集成电路卡，它将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，其外形与覆盖磁条的磁卡相似，开发IC卡技术的主要目的是实现现金支付和存兑的电子化、减少现金的流通量、实现电子商务、实现公用事业预付费等。 IC卡燃气表是近十几年发展起来的新型燃气表，一般由计量传感器电路、微功耗单片机、微功耗阀门、电压测试电路、防窃气电路、流量监测等部分组成。与传统的皮膜式燃气表相比，它更具备了精确记数功能、功能卡传输媒介功能、阀门自动处理功能、非法操作处理功能、欠压处理功能、掉电处理功能、数据下载功能、数据显示与声音提示功能等。经过广大IC卡生产厂家多年的技术改进和革新，IC卡技术日益成熟，应用也越来越普及。IC卡燃气表基本解决了气费收费难的问题，同时，随着时代的进步、居民民主意识的增强、生活水平的提高，也要求改变过去落后的上门抄表收费问题，IC卡技术的推广应用，从根本上解决了上述问题，兼顾了企业和用户的利益。对燃气企业来说：一是解决了入户抄表难的问题；二是解决了催费收费难的问题；三是解决了企业和用户的纠纷问题。对用户来说：一是消除了抄表人员的打扰和时间预约问题；二是用气自由；三是消除了地方性收费方式的约束限制。既方便了用户，也减轻了企业负担和诸多难题，简化了操作程序，促进了社会发展，提高了人民群众的生活质量，降低了企业的经济成本，IC卡燃气表是今后的发展方向。 2 IC卡燃气表的基本结构 [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 图1 基本结构图 3 系统组成框图智能IC卡燃气表的组成框图如图2所示，由电源电路、IC卡读写部分、单片机控制部分、阀门控制及显示部分、电池电压和位置检测电路等组成。 [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 图2 IC卡燃气表组成框图 3.1 IC卡读写部分当用户将含有购气量（以加密数值形式表示）的IC卡插入表内时，控制阀在电控系统控制下开通气路。用户每用一个计量单位，计量电路便发出一组等周期计量脉冲序列，该脉冲序列如经电控系统判定为有效，即可以已购气量中减去一个计量单位，并通过液晶模块显示表内剩余气量。当剩余气量为零时，控制阀自动关闭，气路即被切断，此时用户须重新持卡购气。在正常情况下控制阀处于接通态，只有当特殊事件发生时控制阀才从接通态变为关闭态。从IC卡读回来的信息，随之存入 EEPROM存储器中，EEPROM存储器I2C采用24C01芯片，该芯片可以在无电源状态下长期可靠存储系统内重要数据，工作寿命可达106次。当用户卡插入系统时，卡内密码、卡号、购气量及用户用气记录等关键数据将以密文形式存储在24C01芯片中。 3.2 电池电压检测、电池盒位置检测部分当电池盒中的供电电池的电压小于正常工作电压时，系统会自动提示用户要更换电池了，并且通过显示电路和报警电路告之用户；为有效保护系统电源，本电路可对电池盒位置进行高灵敏检测。当电池盒被拉开时，保护电路输出低电平，单片机监测该信号后，即控制阀门使其关断。直到电池安装好并将电池盒推入表内正常位置时，单片机才会再次控制阀门使重新开阀供气。 3.3 液晶显示及声光报警电路液晶显示电路可显示欠压、购气、关阀、卡误和气量五种信息状态及其任意组合。报警电路采用LED和蜂鸣器进行报警，由单片机控制发出声光报警。 4 芯片特性 SPMC65P2404A是凌阳公司(Sunplus)推出的8位工业控制单片机，最高工作频率为8MHz，工作电压2.5V~5V，有192字节的RAM和4K字节的OTP ROM，有23个可编程IO口，内置上/下拉电阻，8通道10位A/D转换器（100KHz），SPMC65P2404其他特性包括： ◆凌阳科技8位单片机 ☉182条指令 ☉11种寻址模式 ☉支持位操作（Set,Clear,Inverse,Test） ◆2个8位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值) ☉普通的定时/计数器 ☉具有8位捕获功能 ☉具有8位比较功能 ◆2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值) ☉普通的定时/计数器 ☉具有8或16位捕获功能 ☉具有16位比较功能 ☉12位PWM输出 ◆中断方式 ☉支持IRQ和NMI中断 ☉4种外部中断 ☉11种内部中断 ◆5种复位功能：上电复位、低电压复位、看门狗复位、外部复位及错误地址复位 ◆支持3种时钟电路：晶体振荡器、RC振荡、外部时钟信号 ◆2种低功耗模式：Halt模式和Stop模式 ◆低电压监测(LVD)功能 ◆一个蜂鸣器驱动输出口 ◆具有SPI总线利用这些资源就能够实现智能IC卡燃气表的功能。软件部分软件设计紧密结合智能IC卡燃气表的控制模式，充分体现了对IC卡信息读写、卡类型判断、计量信号判断与数据处理、电压监测与电源保护等功能，并在IC与信号安全性、软件运行可靠性及抗干扰等方面进行了精心设计。系统主程序框图如图4所示。 [br][url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_741869.html][img]tlogo.jpg[/img][/url][br] 6 结语随着科技的不断发展，智能IC卡燃气表采用IC卡实现预收费,能够确保"先付费后用气"的消费方式,该产品从机电一体化的优化设计思路出发,构思独特、控制可靠、检测信号分辨高、计量精确、安装方便、操作简单，这种智能IC卡燃气表的市场前景将十分优越。 7 参考文献［1］蔡纯洁,邢 武. PIC16/17单片机原理和应用.合肥中国科学技术大学出版社,1997 ［2］何立民.I2C总线应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1995 ［3］王爱英.智能卡技术.北京:清华大学出版社,1996 本文摘自《凌阳科技》
