毕业设计（论文）-基于单片机的煤车称重系统-软件设计.doc

毕业设计说明书 设计题目： 基于单片机的煤车称重系统基于单片机的煤车称重系统 软件设计软件设计 基于单片机的智能煤车称重系统基于单片机的智能煤车称重系统软件设计软件设计 摘要摘要 随着社会的发展和工厂的大量建设和房地产的兴起对能源需求和依赖是越 来越大，特别是对煤炭这种传统能源。随着人们的大量开采，煤炭的储量是越 来越少价格是越来越高，但是需求量却在与日剧增。很显然像以往一样的采用 人工称重的方式来统计矿场煤炭的开采量就显得有点跟不上时代进程且效率低 下成本巨大，并且也不够精准，同时在煤炭的转卖过程中造成了大量的虚报和 误报，给税务部门造成了巨大的监管困难和巨大的财税损失。这时我们就需要 一种智能的实时煤车称重系统。 基于单片机的煤车称重需要借鉴一下电子称的设计原理。电子秤是将检测 与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代称重仪 器。电子称主要以单片机作为中心控制单元，通过称重传感器进行模数转换单 元，在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。在这基础上我们加入 IC 卡等在 煤车称重过程中所需要的各个模块设计并很好的连接起来就能很好的实现我们 在任务设计过程中所需要的功能。 在本次设计是基于 AT89C52 单片机设计的,AD0809 转换电路，电源切换与 自动充电，IC 卡，显示器，传感器。 关键词：关键词：传感器，单片机，显示器，数据采集电路，IC 卡 System software design based on single chip trucks weighing Abstract: With the growing rise of social development and plant the construction and real estate to the energy demand and dependence, especially on the traditional energy of coal. With a large number of mining, coal reserves are less price is getting higher and higher, but the demand is on the increase with the japanese. Mining quantity obviously as usual by manual weighing approach to statistical mine coal becomes a bit behind the times progress and inefficient cost is huge, and is not precise enough, also caused a large number of false and false positives in the resale of the process of coal, has caused enormous regulatory difficulties and huge tax loss to the tax department. When we need the real-time vehicle intelligent weighing system. Single chip trucks weighing needs to learn from the design principle based on electronic said. Electronic scale is a weighing instrument of modern detection integrated and conversion technology, computer technology, information processing, digital technology. Electronic key to SCM as the central control unit, through the weighing sensor analog digital conversion unit, in the accompanied by keyboard, display circuit and powerful software to form. On this basis, we join the design of each module of IC cards required in trucks weighing in the process and we need in the task design function in the process of implementation can very well connected up to very good. In this design is based on the AT89C52 microcontroller, AD0809 conversion circuit, and automatic charging, switching power supply IC, lcd Key words: Sensor, microcontroller, display, data acquisition circuit, IC card 目录目录 一、一、引言引言.5 1.11.1 国内外煤车称重系统现状分析及发展前景国内外煤车称重系统现状分析及发展前景.5 1.21.2 单片机的简介与发展单片机的简介与发展.6 二总体方案设计二总体方案设计 .6 2.12.1 方案论证方案论证.6 2.22.2 系统总体设计系统总体设计.7 2.2.1 系统的工作流程.7 2.1.2 系统的设计方案方框图.8 三三. .系统单元元件设计系统单元元件设计 .8 3.13.1 传感器传感器.8 3.23.2 8989C C5252 单片机单片机.10 3.33.3 A/DA/D 转换电路转换电路.11 3.4LED3.4LED 显示器显示器.12 3.53.5 自动充电与电源切换自动充电与电源切换.12 3.53.5 ICIC 卡卡.13 3.63.6 按键电路按键电路.14 四四. .系统软件设计系统软件设计 .14 4.14.1 系统主程序流程图系统主程序流程图.14 4.1.14.1.1按键扫描按键扫描.15 4.1.24.1.2LEDLED 显示程序显示程序.16 4.24.2 A/DA/D 转换称重程序转换称重程序.17 4.3IC4.3IC 卡的子程序卡的子程序.20 4.3.1 复位模块.21 4.3.2 密码校验模块.22 4.4.3.33.3 命令模块命令模块.23 4.44.4 MCS-51MCS-51 中断响应及处理中断响应及处理.24 4.54.5 智能煤车称重系统的定时器智能煤车称重系统的定时器/ /计数器计数器.26 4.5.14.5.1 智能煤车称重系统的定时器智能煤车称重系统的定时器/ /计数器的工作方式及控制计数器的工作方式及控制.26 4.5.14.5.1 智能煤车系统定时器智能煤车系统定时器/ /计数器的初始化计数器的初始化.27 五系统的软件设计的开发与调试五系统的软件设计的开发与调试 .28 5.15.1 KEILKEIL开发软件开发软件 .28 5.25.2 系统调试系统调试.28 六六 总结总结 .28 致谢致谢 .29 参考文献参考文献 .30 附录附录 .30 一、一、 引言引言 长期以来,我国税务部门对采煤业缺少有效的管理。国内多数采煤点地处偏 僻,环境恶劣,而要把煤矿输送到全国各地,必须通过运煤小车把煤矿从采矿点搬 运到大型货车。但是由于环境等各方面限制,给管理造成一定的困难。在采煤运 煤的过程中常会出现监管空缺的现象,煤矿截留、采煤量虚报、漏报的现象时有 发生。这时我们就需要一种实时的煤车称重设备和系统，她必须有识别车辆， 称重车辆，数据采集，数据显示等功能。 1.11.1 国内外煤车称重系统现状分析及发展前景国内外煤车称重系统现状分析及发展前景 如今关于专门的煤车称重的软件及硬件发展较少，但是关于智能称重系统 的软硬件的发展却相当迅速。硬件比如液压油管传感器的车辆称重，而软件已 经发展分类在不同功能，不同环境下使用的十几种类，比如单机版、网络版、 地磅无人值守版、防遥控作弊版，视频监控版、混凝土企业专用版、公路超限 检测版等 而如今的称重软件的功能按照不同的适应环境可以有针对性的进行添加和 删减，对于想要购买称重软件的人来说，了解一般的功能能够很大程度上做出 有的放矢。 1、严格的权限控制，杜绝超权操作，日志记录全部操作 2、 智能编码，无需更多人工的参与，效率和速度上都能够大大的得到提 升。 3、其它过磅业务，将临时过磅数据与日常过磅数据分离，确保数据 分析的 准确性。 4、自定义操作界面，根据使用单位的业务需求自己设定操作界面。 5、智能的语音提示，地磅软件能够增加强劲的语音提示功能。 6、完善的报表功能，包括出入库日报表、周报表、月报表、季报表，出入 库过磅数据汇总报表，销售明细报表，销售对比报表，物料收发日报表， 原料入库汇总日报表，成品出库汇总日报表，关联磅单图像。 在我国的的煤炭行业的称重技术领域，长期使用机械杠杆式衡器。但是由 于这种仪器机构复杂，维修难度大，称重速度慢，读数误差大，不能连续称重， 带来了很多的不便。近几年来出现了电子衡器电子，计算机技术与一体，有动 态和静态两种。而煤矿常用的静态称重系统主要有全电子汽车衡，电子轨道衡 和机电结合称。 1.21.2 单片机的简介与发展单片机的简介与发展 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处 理能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中 断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模 拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的 微型计算机系统。单片机具有以下几方面的特点：（1）集成度高，功能强。 （2）具有较高的性价比。（3）抗干扰能力强。 单片机出现于 1971 年，经历了 SCM、MCU、SoC 三大阶段，早期的 SCM 单片 机都是 8 或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8051，此后在 8051 上发展出了 MCS51 系列 MCU 系统。基于这一系统的单片机系统到现在还在广泛使用。随着 工业控制领域要求的提高，开始出现了 16 位单片机，但是由于性价比不理想并 未得到广泛的应用。到了 90 年代后随着消费电子产品种类和需求的大发展，单 片机技术得到了极大的提高。随着 INTEL i960 系列特别是后来的 ARM 系列的广 泛应用，32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 当然传统的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提高 了数百倍。高端 32 位 Soc 单片机主频已经超过 300MHz，性能直追 90 年代中期 的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至 1 美元，最高端的型号也只有 10 美元。 现代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操 作系统被广泛应用在全系列的单片机上。作为掌上电脑和手机核心处理的高端 单片机甚至可以直接使用专用的 Windows 和 Linux 操作系统。 现在，单片机被广泛地应用到各个领域，在智能仪表、家用电器和军事领域 的智能化以及实时过程控制等方面，单片机都扮演着越来越重要的角色具有广 泛的应用领域。 二总体方案设计二总体方案设计 2.12.1 方案论证方案论证 对于煤车称重系统来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功 能的基础硬件的选择和所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有 直接的影响，系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的设汁与软件设 计的相互配合，如果没有硬件的基础，本次设计的软件设计也就无从下手。本 系统方案论证简单论述单片机、电源切换与自动充电、数据采集电路、数据接 口、IC卡及显示电路的选择。 称重系统的软件设计主要完成数据的采集、存储、数据处理. 其中按功能 分,可以把检测程序分为: 初始化程序段,用来设定 AT89C52 单片机内部一些 寄存器的初始值以及串行口和定时器的工作状态;数据采集程序段(由 A /D 转换结束信号触发 AT89C52 的外部中断 INT0 引发的中断服务程序) ,完成各通 道信号的采集并存放在系统数据存储器中的工作; 数据处理程序段,完成对各 通道采集的数据进行相应的处理,把处理后的数值送往指定的数据存储单元,由 于数据的通道数有 4 个,在其中要进行通道的选择; 显示程序段,依次把通道 号及各通道对应的数据送往 LCD 显示. 单片机系统的程序设计采用 C 语言编制, 固定在 AT89C52 片内 8 k 的 Flash 程序存贮器内.而 AT89C52 与 AT89C51 的区别 是一个是 8K 的储存单元一个是 4K 的储存单元。由于数据量较大我们采用 AT89C52 的芯片。这样可以保证我们有足够的内存空间来存储大量的称重数据 和日期数据。本是设计中考虑到矿场每天的产量极大，且需要称重的车辆极多， 且 批次量也极大，在本次基于单片机的煤车称重设计中我们就需要 IC 卡这种 实时且方便的硬件帮助我们来进行车辆的识别和数据记录，更好的使我们税务 部门能更好的管理，并且矿区的管理也会更加有序。 2.22.2 系统总体设计系统总体设计 2.2.1 系统的工作流程系统的工作流程 (1)初始状态：煤车准备称重。 (2)煤车驶入秤台，由按键选择模式。Mode按键控制日期显示，称重重量的 显示，IC卡是否传输数据处理数据，日期修改。称重按键控制是否称重，IC卡 按键控制IC卡的传输，up和down按键控制修改日期。 (3)车辆通过秤台，仪表检测车重。由传感器传感而来的电压信号经过AD转 换器转换为数字信号送到计算机进行称重信号处理。并传送IC卡，并且验证密 码。 2.1.22.1.2 系统的设计方案方框图系统的设计方案方框图 89C52 IC 卡 按键 数据采集 A/D 转换 数码管显示 自动充电与电 源切换 称重传感器 图 2.1 系统框架图 三三. .系统单元元件设计系统单元元件设计 3.13.1 传感器传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按 一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处 理、存储、显示、记录、控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要重 要环节。在本次设计中它是数据的来源。 传感器早已渗透到工业生产、海洋探测、环境保护、资源调查、生物工程、 甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以不夸张地说基本上每一个现代化项目， 每一个现代化的工程都离不开各种各样的传感器.我们本次设计就要用到其中的 一类压力传感器。 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的 输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或 在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数 值的信号。而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的。 重载压力传感器是传感器中一种，但是我们很少听说这种压力传感器，它 通常被用于交通运输应用中比如本次设计的煤车称重系统，通过监测气动、轻 载液压、制动压力、机油压力、传动装置、以及卡车/拖车的气闸等关键系统的 压力、液力、流量及液位来维持重载设备的性能。 煤车称重仪最大称量是10t，采用四只传感器，根据实际情况，选取保险系 数K-01.05，冲击系数K-11.08，重心偏移系数K-21.03，风压系数K- 31.02。 根据传感器量程计算公式可知： C1.05*1.08*1.03*1.02*10/4 2.9t （3- 2） 因此，可选用泰山衡器的QDC/QDCF系列称重传感器，如图3.2。 图3.1 QDC/QDCF系列称重传感器 传感器的量程为 10t（其传感器的吨位只有 10T、20t、25t、30t、50t 等， 除非特殊订做） ，输出 0-5V。其参数见表 3.1 。 表 3.1 QDC/QDCF 系列称重传感器参数 3.23.2 89c5289c52 单片机单片机 89C52 是 INTEL 公司 MCS-51 系列中基本的产品，它采用 ATMEL 公司可靠的 CMOS 工艺技术制造的高性能 8 位单片机，属于标准的 MCS-51 的 HCMOS 产品。 它结合了 CMOS 的高速和高密度技术及 CMOS 的低功耗特征，它基于标准的 MCS- 51 单片机体系结构和指令系统，属于 89C51 增强型单片机版本，集成了时钟输 出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。89C52 内置 8 位中央处理单元、256 字节内部数据存储器 RAM、8k 片内程序存储器 （ROM）32 个双向输入/输出(I/O)口、3 个 16 位定时/计数器和 5 个两级中断结 构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52 还可工作于低 功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结 CPU 而 RAM 定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存 RAM 数据，时 钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。其引脚分布如下： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8 个 TTL 门电流。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收 输出 4 个 TTL 门电流。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门 电流。 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（计时器 0 外部输入） P3.5 T1（计时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时 间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的底 位字节。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 图 3.3 单片机 3.33.3 A/DA/D 转换电路转换电路 本次设计经过反复考虑和实验论证决定采用 ADC0809 的转换器。ADC0809 是 8 位逐次逼近型 A/D 转换器。它由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存译码器、 一个 A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通 8 个模拟通道， 允许 8 路模拟量分时输入，共用 A/D 转换器进行转换。三态输出锁存器用于锁 存 A/D 转换完的数字量，当 OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走 转换完的数据。 3.4LED3.4LED 显示器显示器 本次毕业设计是有关于智能煤车称重的软件设计，经过大量的阅览资料和 大量的实验比对决定采用 LED 显示屏进行日期和重量的显示。根据对系统参数 的比对决定采用 CL3461AS 的 LED 显示屏。本次设计的数码管虽然只有 8 个但是 根据程序的控制可以以此显示出数据。在系统软件中具体说明。 图 3.4LED 数码管 3.53.5 自动充电与电源切换自动充电与电源切换 由于本次设计的智能煤车称重仪需要进行人工监控和时刻不停地工作。所 以就必须为系统电池供电显得非常重要。当外界断电时，系统马上自动切换成 充电电池供电。 这次设计采用恒流充电的设计，电流的范围从几十到几百毫安不定。并且 当充电电压到达要求值时，能自动切充电电源。运算放大器用来控制充电电压， 其反向输入端的电压来自与电池电压成比例的分压，而同相输入端的电压手动 设定，调节电位器 R33 可改变设定的基准电压。具体的设计图如下： 图 3.5 自动充电和电源切换 3.53.5 ICIC 卡卡 IC 卡在我们日常生活运用十分广泛，在现代生活我们是越来越离不开 IC 卡。 IC 卡由于其固有的信息安全、便于携带、比较完善的标准化等优点，在身份认 证、银行、电信、公共交通、车场管理等领域正得到越来越多的应用，例如二 代身份证，银行的电子钱包，电信的手机 SIM 卡，公共交通的公交卡、地铁卡， 用于收取停车费的停车卡等，都在人们日常生活中扮演重要角色。IC 卡又称集 成电路卡，是通过卡里的集成电路储存信息。一般采用射频技术，或者专用的 读卡器进行数据交换。如图 3.5 所示 图3.5 IC卡接口电路 3.63.6按键电路按键电路 在本次智能煤车称重设计中需要运用到一些按 键，本设计共有五个按键，分别是时钟显示模式的 切换、设置键加、设置键减、称重按键和IC卡数据 传输按键控制。硬件电路图如图3.6所示。 图 3.6 按键电路图 四四. .系统软件设计系统软件设计 如果是硬件系统是智能煤车称重仪的外壳，那驱动程序就是智能称重仪器 的内核，智能煤车称重系统的软件设计主要包括单片机的软件设计和PC机上的 程序设计。本次设计主要用汇编语言来完成中断设置，A/D转换，重量显示，数 据储存，IC卡数据读写等功能。单片机的软件设计主要包括：主程序设计、数 据采集、显示程序、IC卡子程序等。在这过程中还有定时器/计数器的设置和中 断的分配等工作。 4.14.1 系统主程序流程图系统主程序流程图 在本设计中选用的单片机语言是C52。它具有一般C语言的特点：（1）程序 书写简单。（2）便于阅读和维护；（3）可实现模块化、结构化编程；（4）语 言表达能力强：（5）可对内存、变量的值进行直接操作，能完成汇编语言对硬 件操作的大部分功能；（6）源程序的可移植性好，许多程序段不做或只做少量 的修改即可移植到另一个C系统上运行，为调试提供方便。主程序完成可编程芯 片的初始化和重量数据采集及按需要调用各模块。 主程序主要是对各个端口及变量进行定义、刷新和开中断。还包括了按键 扫描和LED显示。程序的工作过程是：先对定时器和各个I/O口进行初始化和定 义。然后进行按键扫描，如果检查到称重按键或者数据传输按键按下则调用称 重或IC卡数据传输函数，最后进行LED显示，并不断的循环具体的程序流程图如 下： 开始 初始化程序对 时钟及 I/O 口 定义 按键扫描 LED 显示程序 称重程序 IC 卡程序 图4.1主程序流程图 4.1.14.1.1 按键扫描按键扫描 按键扫描每次循环进行一次扫描。检测到mode键按下后mode计数加一， mode0到mode2无操作。mode3和mode4时间和日期的设置，在这两个模式下会检 测up键或down键是否按下，当mode按键到10时mode清0。如果检测到有up或则 down键按下则进行相应的时间加减设置操作，否则返回。当检测到称重按键按 下则置称重标志位flag1为1开始进行称重模式，本次称重模式，称重20次得出 20次的平均数。当检测到IC卡传输按键按下则置IC卡传输标志位flag2为1，流 程框图如图4.2所示。 入口 称重按键 是否按下 IC 按键 是否按下 返回 flag1 flag2 Y N Y N Mode 键 是否按下 Mode 加 1 Mode 等于 3 Mode 等于 4 up 键 按下 up 键 按下 分加 1日加 1 down 按下 down 按下 分减 1 Y YY Y NN NN Y YY N N N 图4.2按键扫描流程 4.1.24.1.2 LEDLED显示程序显示程序 LED显示程序使用switch语句在不同的情况下分别显示不同的内容，其中显 示控制由mode来控制，这就是在流程图中没有出现mode按键0和1和2的原因。因 为在0和1时是对显示时间的控制。当case等于0时显示时间，当case等于1时显 示年份，当case等于2时则显示月份和日期，当case等于3时则进入时间设置的 显示，case为4时显示年月日的修改，case为5则显示称重的重量，case等于6则 显示数据传输。 流程框图如图4.3所示。 入口 模式选择 Case 0 显示 时间 Case 1 显示 年 Case 2 显示 日月 Case 3 修改 时间 Case 4 修 改年 月日 Case 5 称重 显示 Case 6 显示 数据传 输 返回 图4.3 LED显示流程 4.24.2 A/DA/D 转换称重程序转换称重程序 A/D转换器要将时间和幅值都连续的模拟量，转换为时间、幅值都离散的数 字量，一般要经过取样、保持和量化和编码几个过程。本系统该模块的功能是： 设置数据的采集频率和转换的格式，将采集到的数据转换成单片机能识别的数 字信号。当主程序调用AD转换程序时，首先须对AD转换模块的采样频率和 采样精度进行设置，再等待传感器检测信号的输入，如有前端数据输入，则对 输入数据进行预处理，采集、调整频率和幅值，最后输出数字信号。AD转换程 序有三大模块组成： AD转换器启动程序： 查询等待转换结束程序； 读取转换结果程序。 本次毕业设计采用的是逐次比较型AD转换器。它的转换原理和天平称重的 原理比较类似。天平的称重原理和过程是从最重的砝码开始放，并与物体进行 比较，看是砝码重还是物体重。物体重就砝码留，砝码重就物体留。照着这个 方法就可以依次往下加就可以称出物体的重量。仿照这个思路逐次比较型AD转 换器就是将输入模拟信号与不同的的参考电压做多次的比较，使得所得的数字 量依次逼近输入模拟量。而我们常用的ADC0809就是其中的一种，本次设计也是 采用的这种逐次比较型AD转换器。ADC0809集成AD转换器的输入电压为05V,集 成电路内有8通道模拟开关，可接入8个模拟量输入。 入口 启动 A/D 转换 转换完成保存数据 返回 flag11？ Y N 图4.4AD转换流程图 本次设计我们采用了基于AD0809的AD转换程序设计 程序设计内容 （1） 进行 A/D 转换时，采用查询 EOC 的标志信号来检测 A/D 转换是否完毕， 若完毕则把数据通过 P0 端口读入，经过数据处理之后在数码管上显示。 （2） 进行 A/D 转换之前，要启动转换的方法： ABC110 选择第三通道 ST0，ST1，ST0 产生启动转换的正脉冲信号 . C 语言源程序如下： void chengzhong(void) /A/D 转换 ST = 1; / ST 端产生正脉冲 ST = 0; while(1) if(EOC = 1) / 转换结束 OE = 1; / 输出转换得到的数据 getdata = P0; / 记下得到的数据 OE = 0; 4.3IC4.3IC 卡的子程序卡的子程序 在称重过程中我们需要把每次煤车的时间日期和称重重量有效的记录下来， 这时我们就需要 IC 卡来帮我们来完成这一切。本次设计中我们采用的是 SLE442IC 卡。单片机在称重过程中把以仪器储存的重量数据和对应的日期写入 IC 卡中。读写 SLE4442IC 卡的主程序如图 4-5 所示。 图 4.5 IC 卡流程图 开始 密码效验是 否成功？ 卡片的复位和复位 响应 IC 卡的读写操作 结束 IC 卡的下电 IC 卡上电 否 是 SLE4442IC 卡 其主要指标： 32 位保护存储器； 256 字节 EEPROM； 3 字节用户密码，密码错误计数：3 次； 温度范围：070； 至少 10 万次擦写； 至少 10 年数据保存期。 工作电压：5V。 SLE4442IC 卡保密特性： 1、 写保护区（前 32 个字节）的每一字节可单独进行写保护，进行写保护后， 内容不可再更改（即固化数据）。 2、密码核对正确前，全部数据均可读，如果有需要，可对数据进行适当加密。 3、核对密码正确后可写入或修改。 4、三字节的用户密码，核对正确后本身可更改，有效至卡下电为止。 5、密码出错计数器，初始值为 3，密码核对出错 1 次，便减 1，若计数器值为 0，则卡自动锁死，数据只可读出，不可再进行更改也无法再进行密码核对；若 不为零时，有一次密码核对正确，可恢复到初始值。 6、字节地址 2126 为用户代码。 7、字节地址 05、67 出厂前已由厂家写好，不可更改 4.3.14.3.1 复位模块复位模块 根据SLE4442 IC卡复位时序，编写一个高电平不小于5Ous的脉冲信号，在 RST引脚输出高电平后，给时钟引脚32个时钟脉冲，可根据需要保存、提取或舍 弃复位应答的数据。如图4.6所示。 输 出：0 复位成功; 1 复位失败,卡为无效卡或卡已损坏; 、 入口 各引脚设置 接受复位响应 值 置 CLK 和 IO 为 复位时序图复位 完成时的状态 复位值正确, 返回复位成 功 复位值错误, 返回复位失 败 比较复 位值？ YN 图4.6 复位模块 4.4. 3.23.2密码校验模块密码校验模块 密码校验模块主要是完成为了防止非税务人员的卡插入读取数据，造成数 据的外泄或被非法利用，给国家造成经济损失。 校验密码,其实是把 Psw 中的 1，2，3 字节的内容分别与加密存储器中的 1，2，3 字节比较，待校验的密码值,长度为 3 个字节。 其输出代码意义如下： 0 卡已报废; 1 只剩一次校验机会,校验密码失败; 2 只剩二次校验机会,校验密码失败; 3 核对密码成功; 4 卡为无效卡或已损坏。 校验密码流程如图所示。 入口 读加密存储器 发送处理脉冲 校验密码 校验密码 是否成功 计数器是 否为 0 计数器 减一 校验成功 校验不成 功卡报废 Y Y N N 图 4.7 密码校验模块 4.4. 3.33.3命令模块命令模块 SLE4442卡的控制命令均为三字节，所以命令的设置操作单独写成一个可更 改控制字的模块。把要设置的命令字依次放入单片机的寄存器中，用该模块把 这些命令字按字节顺序写到IC卡。流程如图4.8所示： 进入 放命令字入寄存 器 发送命令 返回 图4.8 命令模块 4.44.4 MCS-51MCS-51 中断响应及处理中断响应及处理 在程序中设置 CPU 中断控制位和中断允许控制位仪后，当中断源触发中断 时，相应的中断标志位置 1。MSC-51 单片机的中断在每一个机器周期 S5P2 相采 样所有中断标志位的状态，并且在以后的一个机器周期查询中断标志，以确定 哪一个中断源请求中断。如果中断系统检查到某一个中断标志为 1，表明该中 断源向 CPU 发出了中断请求。可是 CPU 响应中断请求是有条件的。在不纯在下 列 3 种情况时（1）CPU 正在处理相同优先级或高级优先级的中断。（2）当前 的机器周期不是指令的最后一个机器周期。（3）正在执行的指令时 RETI,或者 是访问特殊功能的寄存器 IE 或 IP 的指令。CPU 响应这个请求。并且立即产生 一个硬件调用，使程序转移到相应的中断处理程序入口地址处，调用中断处理 程序。 CPU 中断响应时，在一条指令执行结束之后。另外 CPU 执行 RETI 指令和对 寄存器 IE 和 IP 访问的指令时，即使指令执行结束之后也不会立刻响应，必须 至少再执行一条指令和再响应中断请求。 对于有的中断源，CPU 在响应时会自动的中断请求的的标志。比如说外部 事件中断 T0 和 T1 跳变触发时，由负跳变产生的外部事件中断请求标志 IE0 和 IE1。定时器和计数器溢出产生的中断标志 TF0 和 TF1。而本次关于煤车智能称 重的软件设计就采用了外部中断的设计。 CPU 响应中断请求时，根据中断源的优先级把中断系统中相对而言高级优 先触发器或者低级优先触发器置 1，以便封死相同等级的中断请求，然后由硬 件系统调用把当前程序计数器 PC 的内容压入到堆槽保护。并且把相应的中断处 理程序入口地址装入程序计数器 PC，使程序转移到这个中断优先级处理程序入 口处。MSC-51 单片机的中断处理程序入口是固定的，见下表： 序号中断源入口地址 1外部事件中断 00003H 2定时/计数器 T0 溢出中 断 000BH 3外部事件 10013H 4定时/计数器 T1 溢出中 断 001BH 5串行口接收和发送中断0023H 中断处理程序是专门为外部设备或其他内部中断源处理而设计的程序段， 其结尾必须是中断返回指令 RETI。RETI 是中断处理结束的标识，它告诉了我们 在这个中断的处理过程已经结束了，然后从堆槽中取出断点地址送给程序计数 器 PC，使程序返回到断点处继续向下执行。 MCS-51 单片机 CPU 的中断响应过程如图描述。 开始 RETI 保护现场 中断处理 恢复现场 图 4.9 中断流程图 4.54.5 智能煤车称重系统的定时器智能煤车称重系统的定时器/ /计数器计数器 定时器和计数器是在电气控制设计中经常碰到的问题，在控制系统中常常 需要实时时钟，以实现定时或延时的控制