基于LSD4F8108的IC卡智能水表系统设计方案

最大电流<500 mA.接通3.6 V电源，电机空载电流25mA±2mA,带载电流<60 mA;用手指触摸球阀无窜动感；阀门电机组件上磨合试验台进行电控阀门开关1000次磨合试验；观察组件运转性能正常（阀门开关正常、无异常声音）。

四、驱动管理系统模块

驱动采用MCU内置液晶驱动模块进行驱动。其管理系统具体分以下模块：

1、用户管理模块

此模块包括用户开户发卡、补卡、换表、过户、销户以及用户信息的查询及修改等。

2、售水业务管理模块

此模块包括购水交易、买水统计查询每日结帐等功能。售水时，系统首先通过密钥管理体系检查该卡是否为合法卡，并与数据库内信息核对，当检查通过后，将用户的购水量（或购水金额）写入卡中，更新数据库，并将用户卡带回的水表信息一同写人数据库中。此模块要求可以对单个用户的一定时间的购水及用水状况进行记录和统计，通过输入姓名和水表号等用户个人信息可查询该用户的购水、用水情况及水表运行状况。

3、操作员信息管理模块

该模块包括增加操作员功能、操作员授权功能、口令修改功能。系统记录操作员的每次登录及操作，操作员分级别进行操作，不同的操作员有不同的口令和安全级别，并且只能接触和岗位相关的数据。

4、各工具卡制作模块

此模块包括制作用户使用的用户卡、应急购水卡以及工作人员用于认证卡、生产数据设置卡、修改密钥卡、回收转移卡等设置卡、恢复卡、充值卡、换表卡、管理卡、测试卡、用户卡、限量卡。

5、系统维护模块

包括密钥更新、水价维护、水表参数维护、数据库备份及恢复功能。

6、报表打印模块

每次操作员进行开户、售水、补卡等操作时，系统将自动打印出交易明细，另外，操作员也可以自行进行单一或综合统计查询后，打印出查询后的生成报表。
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五、LSD4F8108 MCU叙述

MCU具有高速度，充分利用了内部的硬件资源：8K的Flash、16位RISC指令集、l6位定时器、24×4段的液晶驱动模块和比较器模块。并具有以下一些特点：

1、超低功耗

在2.2 V,1 MHz时钟条件下，其工作电流根据工作模式的不同在0.1 A~300 A之间，其工作电压范围为1.8 V~3.6V.

2、处理能力强大

采用RISC指令集，核心指令27条，并具有丰富的寻址方式（源操作数7种，目的操作数4种）。片内寄存器数量多，有高效的查表处理方法。

3、片上外围模块丰富

它具有FIJIJ+（频率锁相环）时钟系统，看门狗，带有三个捕获/比较寄存器的l6位定时器（TimerA），片内比较器，96段LCD驱动器，48个通用I/O引脚，并且端口P1和P2具有中断能力，每个引脚都可以单独选择中断触沿、单独允许中断。

4、节省功耗

采用了FLASH存储器，低功耗设计，使得当系统处于静态时其电流<5A.MCU在智能卡水表中的应用采用逻辑加密卡作为预付费卡片、保密性好；具有强大的电源管理系统，工作在3.6 V（锂电池）时，静态工作电流<3 A.具有5种节电模式，掉电电流（RAM数据保持）最低可为0.1 A,提供从待机模式中快速唤醒功能，唤醒时间<6s.平时MCU处于低功耗模式3,流量检测，Ic卡数据操作等都以中断方式唤醒，以节省功耗。

正因MCU的这些优势，在选择对Ic卡通信和开发时，则选用该款芯片。着眼于安全性和降低功耗方面，MCU性能特点如下：低工作电压（1.8 V~3.6V）；超低功耗（工作模式4下耗电仅为0.1 IxA）；16位精简指令结构（RISC）；150ns指令周期；片内有JTAG调试接口和FLASH型存储器，可在线串行编程；支持c语言和汇编语言。本系统以MCU为核心，内置LCD驱动器24×4段，可减小体积、降低成本，在休眠模式下典型电流仅0.7IxA;电源监控采用理光R3111E（可根据设定的门限电压选择相应的型号）；水表阀门采用2.5 V~6V直流电机，当人为破坏水表或所购买水量低于设定值时，水表报警并及时关掉阀门，同时将数据保存在内部FLASH中；采用MFRC522读写芯片读写Mifare1$50卡片实现预付费功能。

本设计利用RC522 UART模式与MCU通信，由于MCU没有硬件串口，故需使用TIMERA模拟串口。对于MCU而言，P1.0口（TimerA捕获/比较输出口）是UART的TX,P1.1（TimerA捕获/比较输出口）是UART的RX.智能卡水表的软件设计采用模块化设计，包括计量功能模块、电机控制模块、防磁干扰模块、Ic卡处理模块、Ic卡和ESAM通信模块、报警模块、电源掉电模块、阀门控制模块和显示模块等。

由于涉及的功能较多，要分配好CPU内部的各种资源，各功能模块问的时序关系。本系统的主程序除了用到MCU提供的两个中断资源，主要是用查询方式，查询从各个口线上来的状态标志，如电源电压是否降到允许值以下，有无磁干扰发生，计数脉冲是否到来，是