ic卡智能煤气表芯片技术

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1、IC卡智能煤气表芯片技术　　摘要:本课题对智能IC卡燃气表控制装置的组成、功能及技术要求进行了理论上的分析和技术上的应用研究。设计依据低成本，高可靠性的原则完成了以下工作：(1)用功耗低、价格便宜的PIC系列单片机作为控制装置的核心，控制装置的硬件电路实现了脉冲采集、数据存储、电机阀驱动控制、IC卡读写、电源检测以及声音报警和LCD液晶显示等功能。(2)软件设计中均采用模块化设计结构，完成了燃气表的计费功能以及故障的查询和处理。关键词：IC卡技术；燃气表；电机阀；PIC16C62B单片机中图分类号：TU996.2文献标识码：A文章编号：SLE4442是由德

2、国西门子(SIEMENS)公司设计的逻辑加密存储卡。它具有2K位的存储容量和完全独立的可编程加密代码存储器(PSC)。内部电压提升电路保证了芯片能够以单+5V电压供电，较大的存储容量能够满足通常应用领域的各种要求。1.1芯片特点(1)用多存储器结构。(2)72线连接协议，串行接口满足ISO7816同步传送协议。(3)芯片采用NMOS工艺技术，每字节的擦除/写入编程时间为2.5ms。(4)存储器具有至少104次的擦除/写入周期，数据保持时间至少10年。1.2SLE4442工作原理内含256字节主存储器（E2PROM)和32位保护存储器(PROM)。主存按字节

3、擦写，擦除是把某字节的8位全置为1。每次擦或写的最短时间各为2.5ms。主存储器低32字节通过32位保护存储器中写入相应的位得到保护。保护位使主存储器相应地址的字节数据不会改变。主存储器和保护存储器在通常情况下能擦、能写、能读，是串行输入/输出2K的E2PROM。除了存储器外，保密逻辑控制整个存储器的擦写功能。SLE4442卡有四个字节保密存储器，其中0字节为错误计数器(EC)，1-3字节为密码（PSC)。上电后，除了PSC以外整个存储器只能读，不能擦写，只有在密码校验正确时才能擦写。若连续二次密码校验错误则卡自毁，再也不能擦写了。7上电以后，由单片机给R

4、ST端发送一个正脉冲，在RST=1期间CLK产生一个上升沿，则启动了复位和应答复位。随后连续的32个CLK依次在I/O线读出四个字节的标头数据。标头数据包含了各种出厂信息。复位和应答复位是卡操作前所必须编程时要准确计算。执行完复位和应答复位，就可以发出控制命令了。SLE4442共有7条控制命令，每条命令由三个字节组成，B字节(为命令)先输入，再输入A字节(地址)，D字节(数据)最后输入。每字节低位(LSB)在先，高位(MSB)在后。输入数据是在CLK的上升沿进行。时钟CLK的频率也在7至50KHz之间。对IC卡的加密操作要比存储器卡复杂得多。每条命令如下：

5、1.读取主存储器2.读保护存储器3.写主存储器4.写保护存储器5.读密码存储器6.修改密码7.密码校验2装置的硬件电路及其实现智能IC卡燃气表的控制系统电路由低功耗单片机、E2PROM存储电路、LCD液晶显示、电源电压检测电路、电机阀的控制及声音报警电路、IC卡读写控制电路等组成。2.1单片机的选取PIC16C62B单片机具有2K*14字节程序存储器，128*8字节的数据存储器，在本系统中，7PIC16C62B单片机通过RB2，RB3口对IC卡进行读写操作，以I2C总线方式利用RC0，RC1口与存储器24WC02进行数据通讯，并通过RC5，RC6口对电源电

6、压进行检测，RB6，RB7，RC7口控制电机阀的动作，RC2，RC3，RC4口驱动液晶显示模块，RB5口检测卡短路，RB4口为卡上下电控制，RA0，RA1口作为脉冲输入端，RA5口驱动蜂鸣器报警。2.2电机阀驱动电路初始状态时RB6，RB7均为低电平，即开关三极管T1,T4的基极均为低电平，此时T2，T3，T5，T6均不导通。当RB6输出高电平，RB7保持低电平时，即T1,T6的基极变为高电平时，T1,T6饱和导通，T2导通，FAMEN1输出高电平，而T3，T4，T5不导通，FAMEN2输出低电平，VFAMEN1大于VFAMEN2，阀门保持关闭状态。由于电

7、路结构对称，要求打开阀门时只要当RB7输出高电平，RB6保持低电平的操作即可。然而驱动电路的电源是由PIC16C62B单片机的RC7口控制，当RC7输出高电平时，二极管T10导通，FMVCC为高电平，提供给阀门正常动作的电源。当RC7输出低电平时，FMVCC为低电平，阀门的驱动电路的失去供电电源，此时阀门不能动作。2.3存储器接口电路7在IC卡燃气表的设计过程中，瞬间掉电时对数据的存储是一个必须解决的大问题，本装置采用了一块8脚的、体积很小的串行非易失性存储器CSI24WC02(EEPROM)作为外部数据存储，CSI24WC02是一个2K位的支持I2C总线

8、数据传送协议的串行CMOS的E2PROM，可用电擦除，擦写次数可达