IC卡自動(dòng)加油機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I 摘摘 要要隨著人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)水平也日漸增高，而在日常生活中，現(xiàn)金交易的不易攜帶、容易丟失、流通不方便情況給人們生活帶來了很多不利，現(xiàn)代化城市開始朝著一卡通方向發(fā)展。IC 卡(Integrated Circuit Card，集成電路卡)是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合 ISO7816 標(biāo)準(zhǔn)的卡基中的新型卡片，主要嵌有IC（E2PROM，有的還有 CPU） 。由于它保存的信息比較可靠安全、可以高達(dá)幾萬次的讀寫，所以大量應(yīng)用于公交車票 、飯票 、保健卡、收費(fèi)系統(tǒng)等。本設(shè)計(jì)是一種 IC 卡自動(dòng)加油機(jī)。它是基于 IC 卡技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)，輔以

2、各種功能的接口電路設(shè)計(jì)的具有自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)收費(fèi)和統(tǒng)計(jì)功能的 IC 卡加油機(jī)。 文章中介紹了元器件和芯片的選擇，給出了硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)主要電路進(jìn)行了分析。 本設(shè)計(jì)的 IC 卡加油機(jī)的硬件系統(tǒng)由AT89C51、74LS373、ADC0809、SSR600、SLE4442 等組成。由 ADC0809 完成對(duì)輸入電壓的測(cè)取與轉(zhuǎn)換，由繼電器完成對(duì)油泵的起、停的控制，由流量傳感器檢測(cè)加油量。文章還對(duì)系統(tǒng)采用的抗干擾措施作了簡(jiǎn)單的介紹。 本設(shè)計(jì)的 IC 卡加油機(jī)的系統(tǒng)軟件包括主程序、中斷服務(wù)程序和兩個(gè)子程序。 此設(shè)計(jì)的 IC 卡自動(dòng)加油機(jī)具有精度高、功能強(qiáng)、實(shí)用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，使用表明操作方便、讀寫可靠效

3、果良好。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: : IC 卡 加油機(jī) 單片機(jī)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractAbstractAs people living standard rise ceaselessly, consumption level is also increased, and in daily life, cash transactions not carry, easy to lose, circulation is not convenient for people to life with many adverse, modern city start toward

4、card direction. IC Card (Integrated Circuit Card, Integrated circuits, luca) is a microelectronics chip embedded with ISO 7816 standard Card of the new Card, main studded with IC (E2PROM chips was, and some still have CPU). Because it holds information more reliable safety, can be as high as tens of

5、 time, speaking, reading and writing, so a large application in bus fare, meal ticket, health card, charge system, etc.This design is a type of IC card tanker. The IC card tanker system developed by means of IC card, single-chip and electronic technology. It has auto-measuring, auto-charging and sta

6、tistics-gathering functions.In the text, introduces the chose of components and chips. The realization of hardware and software is detail given. And the main circuit is minutely dissected.The hardware system is made of AT89C51, 74LS373, ADC0809, SSR6OO, and SLE4442 and so on. The ADC0809 is use to c

7、heck and given voltage current and input voltage, relay control the oil Pump stop or run. The flow sensor examination adds the oil mass. And the system describes and adjusts the approach to anti interference.This design software system including master procedures, interrupt service procedures and se

8、veral stature procedures.This system has so mach character, such as, high precise, better 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIIability, advance and convenient use and to on .The tanker is easy to use and reliable to read or write, and it makes good effect.Keywords:Keywords: IC card tanker single-chip長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢

9、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV目目 錄錄第第 1 1 章章 緒緒 論論.- 1 -1.1 IC 卡自動(dòng)加油機(jī)概述 .- 1 -1.2 加油機(jī)發(fā)展及現(xiàn)狀.- 2 -1.3 IC 卡應(yīng)用現(xiàn)狀 .- 3 -第第 2 2 章章 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)方案的確定卡自動(dòng)加油機(jī)方案的確定 .- 5 -2.1 IC 卡自動(dòng)加油機(jī)的工作原理 .- 5 -2.2 IC 卡自動(dòng)加油機(jī)的總體方案 .- 6 -2.3 IC 卡的選擇 .- 7 -2.3.1 IC 卡應(yīng)用的安全性和可靠性.- 7 -2.3.2 SLE4442 簡(jiǎn)介.- 8 -2.4 單片機(jī)的選擇.- 12 -2.4.1 單片機(jī)應(yīng)用概況 .- 12 -2.4.2 AT

10、89C51 功能簡(jiǎn)介.- 13 -2.5 流量計(jì)的選擇.- 15 -2.5.1 影響加油機(jī)加油量準(zhǔn)確度的因素 .- 15 -2.5.2 渦街流量計(jì) .- 16 -2.5.3 渦街流量計(jì)型號(hào)的選用 .- 17 -第第 3 3 章章 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)的硬件設(shè)計(jì)卡自動(dòng)加油機(jī)的硬件設(shè)計(jì) .- 18 -3.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則.- 18 -3.2 數(shù)據(jù)采集通道的設(shè)計(jì).- 19 -3.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換 .- 19 -3.2.2 數(shù)據(jù)采集電路 .- 20 -長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）V3.3 AT89C51 的復(fù)位電路 .- 21 -3.4 AT89C51 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展 .- 22

11、 -3.4.1 AT89C51 擴(kuò)展的三總線.- 22 -3.4.2 片外 EPROM 的擴(kuò)展 .- 23 -3.4.3 片外 RAM 的擴(kuò)展 .- 25 -3.4.4 I/O 口擴(kuò)展.- 27 -3.5 后向通道配置.- 29 -3.5.1 固態(tài)繼電器工作原理 .- 30 -3.5.2 后向通道電路圖 .- 30 -3.6 鍵盤接口及顯示接口電路.- 31 -3.6.1 鍵盤接口電路.- 31 -3.6.2 報(bào)警及 LED 顯示 .- 33 -3.7 IC 卡接口電路 .- 34 -3.8 提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性.- 35 -3.8.1 硬件的干擾要素 .- 35 -3.8.2 “看門狗” 電

12、路 .- 35 -第第 4 4 章章 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)軟件設(shè)計(jì)卡自動(dòng)加油機(jī)軟件設(shè)計(jì) .- 37 -4.1 軟件設(shè)計(jì)思想.- 37 -4.2 主程序流程圖.- 38 -4.3 中斷服務(wù)程序和 IC 卡安全碼校驗(yàn)程序流程圖.- 39 -4.4 鍵盤掃描程序流程圖.- 40 -4.5 顯示程序流程圖.- 41 -總總 結(jié)結(jié).- 42 -致致 謝謝.- 43 -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).- 44 -附錄附錄 1 1：ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)原理圖卡自動(dòng)加油機(jī)原理圖.- 45 -附錄附錄 2 2：主程序：主程序 .- 46 -長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）VI附錄附錄 3 3：中斷服務(wù)程序清單：中

13、斷服務(wù)程序清單 .- 51 -附錄附錄 4 4：鍵盤掃描程序清單：鍵盤掃描程序清單 .- 54 -附錄附錄 5 5：顯示程序清單：顯示程序清單 .- 56 -長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 1 -第第 1 1 章章 緒緒 論論1.11.1 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)概述卡自動(dòng)加油機(jī)概述隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)日益繁榮，汽車購(gòu)買量也在迅速激增，使得加油行業(yè)的工作變得十分繁重。從以下兩方面都使傳統(tǒng)的加油服務(wù)業(yè)，表現(xiàn)出無從掩飾的劣勢(shì)：1.陳舊的機(jī)械計(jì)數(shù)式加油機(jī)，功能單一，整個(gè)加油過程需要人工直接干預(yù)， 這樣不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且工作效率也相當(dāng)?shù)?。?yán)重影響了加油站的運(yùn)行效率，更不能適應(yīng)高效率、

14、快節(jié)奏的現(xiàn)代化生活。 2.傳統(tǒng)的成品油交易采用現(xiàn)金或者油票進(jìn)行交易，對(duì)買賣雙方及其不便，同時(shí)存在經(jīng)濟(jì)漏洞，給加油站造成很大損失，油票、現(xiàn)金交易的弊端也會(huì)給用戶帶來不必要的損失。隨著我國(guó)“金卡”工程的不斷深入實(shí)施，IC 卡取代現(xiàn)金和油票進(jìn)行交易，也成了大勢(shì)所趨。IC 卡自動(dòng)加油機(jī)在這種情況下應(yīng)勢(shì)而生，它不僅取代了人工計(jì)量，實(shí)現(xiàn)了加油機(jī)的加油過程自動(dòng)化，增加應(yīng)用的 IC 卡技術(shù)也取代了人工結(jié)算，實(shí)現(xiàn)了加油和管理的自動(dòng)化，是符合時(shí)代要求的新一代智能加油機(jī)。當(dāng)用戶插入一張有效的 IC 卡，系統(tǒng)會(huì)提示輸入密碼，用戶在鍵入正確的密碼之后，即可輸入購(gòu)油量，在確認(rèn)卡上剩余金額充足的情況下，開啟自動(dòng)加油機(jī)中油泵

15、電機(jī)和出油電磁閥，開始加油過程。系統(tǒng)不斷累計(jì)加油量，一旦達(dá)到用戶所購(gòu)油量，便會(huì)隨即發(fā)出指令去關(guān)閉油閥，終止加油過程，并將核算過消費(fèi)金額之后的余額計(jì)入用戶卡中，最后退卡。IC 卡自動(dòng)加油機(jī)將實(shí)現(xiàn)以下功能：1.根據(jù)購(gòu)油量，自動(dòng)執(zhí)行供油。2.顯示功能。IC 卡自動(dòng)加油機(jī)設(shè)有 LED 液晶顯示器，可以顯示卡中剩余金額、所加油量以及相應(yīng)金額等。3.自動(dòng)報(bào)警功能。當(dāng)讀卡器遇到非法卡或者卡中余額不足時(shí)，加油機(jī)通過指示長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 2 -燈和蜂鳴器發(fā)出聲光警報(bào)。 4.安全可靠性。對(duì) IC 卡用軟件方法進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，避免不合法的卡在加油機(jī)上使用。1.21.2 加油機(jī)發(fā)展及現(xiàn)狀加油機(jī)

16、發(fā)展及現(xiàn)狀加油機(jī)產(chǎn)業(yè)是伴隨汽車工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)而產(chǎn)生發(fā)展的。世界上最早的加油機(jī)始于二十世紀(jì)初，近百年來加油機(jī)產(chǎn)業(yè)有了很大發(fā)展，由最初的手搖加油機(jī)發(fā)展到了現(xiàn)代高性能、多功能的加油機(jī)。隨著相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和制造技術(shù)的進(jìn)步，加油機(jī)液壓部件有了很大發(fā)展和提高，計(jì)量更加準(zhǔn)確、噪聲下降、可靠性提高、環(huán)保功能得到加強(qiáng)；隨著電子科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代加油機(jī)采用了電腦控制、電子顯示記數(shù)、IC 卡結(jié)算、中央管理機(jī)等先進(jìn)技術(shù)；貯油罐監(jiān)測(cè)技術(shù)和油氣回收技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用；相應(yīng)的報(bào)警和服務(wù)設(shè)備也發(fā)展起來了。我國(guó)加油機(jī)產(chǎn)業(yè)起步較晚，直至二十世紀(jì)六、七十年代，北京、上海、天津和青島等地才相繼開始研制、生產(chǎn)加油機(jī)，開始了我

17、國(guó)加油機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史。改革開放以來，特別是進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代后，我國(guó)的加油機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快。國(guó)產(chǎn)加油機(jī)的科技含量不斷提高。二十世紀(jì)八十年代中期，國(guó)內(nèi)開始研制電腦加油機(jī)。二十世紀(jì)九十年代中期，國(guó)內(nèi)電腦加油機(jī)逐步取代了機(jī)械輪記數(shù)的加油機(jī)。隨著電腦加油機(jī)的出現(xiàn)，加油機(jī)的功能有了很大擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)記價(jià)和預(yù)置加油。人類的生存和發(fā)展越來越離不開石油，加油機(jī)是石油產(chǎn)業(yè)的末端產(chǎn)品，其地位在人類社會(huì)生活中顯得更加重要。世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步一定會(huì)帶來加油機(jī)技術(shù)的更大進(jìn)步，未來的加油機(jī)會(huì)朝著計(jì)量更加準(zhǔn)確、低能耗、高可靠性、控制功能完善、低噪聲和環(huán)保功能突出等方向發(fā)展。1.加油機(jī)功能操作自動(dòng)化為了盡可能簡(jiǎn)化加油手續(xù)

18、，方便顧客操作，保證加油量和結(jié)算準(zhǔn)確性，采用微電腦技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)將加油機(jī)制造成智能化機(jī)型，即在原加油機(jī)上增加控制與管理功能，以實(shí)現(xiàn)加油開關(guān)控制、加油參數(shù)運(yùn)行的顯示、加油單價(jià)和總價(jià)的顯示、數(shù)據(jù)積累和單據(jù)打印、防靜電和防溢油連鎖、事故報(bào)警和判斷指示等自動(dòng)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 3 -化。2.加油機(jī)安全措施多層次，加油機(jī)的安全性是加油站和被加油車以及加油人員安全的重要保障，必須做到多層次、全方位。3.加油機(jī)顯示信息多條款。加油機(jī)可以顯示用戶關(guān)心的一切信息，如可預(yù)置加油量、顯示實(shí)際加油量、瞬時(shí)加油量、油品單價(jià)和應(yīng)付金額等等。4.加油機(jī)操作方式多媒體。加油機(jī)操作方式適應(yīng)加油管理的

19、一系列改革，更多地采用高科技，增加新的控制方式，逐步代替人工開票、人工監(jiān)視流量表、人工控制加油槍、人工控制加油量的傳統(tǒng)模式。1.31.3 ICIC 卡應(yīng)用現(xiàn)狀卡應(yīng)用現(xiàn)狀I(lǐng)C 卡，又稱集成電路卡（Integrated Card） ，也通常翻譯為智能卡、聰明卡。IC 卡是信息技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，是繼條碼卡、磁卡之后推出的新一代識(shí)別卡，為現(xiàn)代信息處理和傳輸提東了一種全新的手段。被公認(rèn)為是世界上最小的個(gè)人計(jì)算機(jī)。IC 卡的最初設(shè)想是由日本人提出來的。1969 年 12 月，日本的有村國(guó)孝提出一種制造安全可靠的信用卡方法，并于1970 年獲得專利，那時(shí)叫 ID 卡(1dentification Card

20、)。1974 年，法國(guó)的羅蘭莫雷諾(Roland Moreno)發(fā)明了帶集成電路芯片的塑料卡 片，并取得了專利權(quán)，這就是早期的 IC 卡。1976 年法國(guó)布爾(Bull)公司研制出世界第一枚 IC 卡。1984 年，法國(guó)的 PTT(Posts，Telegraphs and Telephones)將 IC 卡用于電話 卡，由于 IC 卡具有良好的安全性和可靠性，獲得了意想不到的成功。隨后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(1SO，International Standardization Organization) 與國(guó)際電工委員會(huì)(1EC，International Electronic Commission)

21、的聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)為之制訂了一系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，極大地推動(dòng)了 IC 卡的研究和發(fā)展。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 4 -國(guó)際上不少國(guó)家由于受到當(dāng)時(shí)歷史條件和技術(shù)發(fā)展的限制，都是先發(fā)展磁卡，其中大多數(shù)國(guó)家磁卡己發(fā)展得相當(dāng)普遍，擁有數(shù)量龐大的磁卡應(yīng)用設(shè)備，若要將其完全改造成 IC 卡讀寫設(shè)備將是相當(dāng)困難的。此外，伴隨著使用磁卡犯罪現(xiàn)象的日趨嚴(yán)重.采用 IC 卡己成為勢(shì)在必行的潮流。IC 卡可以最有效地杜絕惡性透支，便于正常用款、存款，其內(nèi)部有各種安全措施，可免除偽造，它無須計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)支持，可脫機(jī)作業(yè)，還可以實(shí)現(xiàn)一卡多用。因此普遍受到人們的贊譽(yù)和青睞，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，我們沒有必要

22、也不應(yīng)該重復(fù)走國(guó)外的老路，而應(yīng)盡快開發(fā)適用于我國(guó)的 IC 卡。我國(guó)致力的經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)，其中以“金橋” 、 “金卡” 、 “金關(guān)”三金工程為代表。 “金卡”工程就是電子貨幣工程，是推進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化的重要工程之一，它以磁卡和 IC 卡為媒介，利用郵電部、人民銀行現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源為銀行、商貿(mào)和旅游等部門服務(wù)。由于 IC 卡相對(duì)磁卡而言，不但具有防水、防潮、防磁和極高的安全、保密防偽能力，而且使用壽命長(zhǎng)，因而是“金卡”工程的首選產(chǎn)品，廣泛因用于金融、電訊、交通、服務(wù)等多個(gè)部門。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 5 -第第 2 2 章章 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)方案的確定卡自動(dòng)加油機(jī)方案的

23、確定2.12.1 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)的工作原理卡自動(dòng)加油機(jī)的工作原理本設(shè)計(jì)的 IC 卡自動(dòng)加油機(jī)，是用戶憑發(fā)放的“油量?jī)?chǔ)值 IC 卡”加油，管理人員通過“油量統(tǒng)計(jì) IC 卡”對(duì)油量的使用情況進(jìn)行管理，取代了傳統(tǒng)的人工登記、結(jié)算的管理方式，實(shí)現(xiàn)了加油與管理的自動(dòng)化。加油時(shí)，渦街流量計(jì)輸出的電脈沖信號(hào)通過光電隔離、A/D 轉(zhuǎn)換后送至微處理器，微處理器發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)晶體管功放帶動(dòng)繼電器來控制油泵電機(jī)的啟停，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加油。微處理器連接并受控制于 IC 卡、RAM 存儲(chǔ)器、鍵盤、顯示器、鍵盤顯示控制器。當(dāng)用戶插入一張有效的 IC 卡，系統(tǒng)會(huì)提示輸入密碼，用戶在鍵入正確的密碼之后，即可輸入購(gòu)油量，在

24、確認(rèn)卡上剩余金額充足的情況下，開啟自動(dòng)加油機(jī)中油泵電機(jī)和出油電磁閥，開始加油過程。系統(tǒng)不斷累計(jì)加油量，一旦達(dá)到用戶所購(gòu)油量，便會(huì)隨即發(fā)出指令去關(guān)閉油閥，終止加油過程，并將核算消費(fèi)金額之后的余額計(jì)入用戶卡中，最后退卡。根據(jù)用戶需要，加油通常有兩種方式：非定量加油和定量加油。1.非定量加油是指不預(yù)先設(shè)定加油量的加油方式。采取這種方式加油時(shí)，只長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 6 -IC卡接口鍵盤顯示看門狗及低電平檢測(cè)光電隔離信號(hào)處理渦街流量計(jì)功能驅(qū)動(dòng)INT1P1.0-7RXDTXDRESETP2.7 P2.6INT0P2.5油泵與電磁閥鎖存器NVSRAMT0-1P2.0-3P0.0-7需

25、將 IC 卡插入 IC 卡加油控制器中，摘下油槍后即可開始加油。當(dāng)油箱加滿或加至需要量時(shí)，可停止加油，掛槍后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行結(jié)算，然后退卡。2.定量加油是指預(yù)先給定加油量，然后進(jìn)行加油。當(dāng)用戶使用現(xiàn)金或油票加油時(shí)，一般采用這種方式采用這種方式加油，加油員將自己的加油卡插入 IC 卡加油控制器，從鍵盤輸入需加油的數(shù)量后，用戶即可自行摘槍加油。當(dāng)油量加到預(yù)設(shè)油量時(shí)，加機(jī)自動(dòng)停泵。2.22.2 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)的總體方案卡自動(dòng)加油機(jī)的總體方案本加油機(jī)控制系統(tǒng)由單片機(jī)及存儲(chǔ)器、測(cè)量及控制、IC 卡接口、鍵盤及顯示、看門狗等部分所組成，其硬件原理框圖如圖 2-1 所示。整機(jī)控制系統(tǒng)的核心是一片性價(jià)比較

26、高的 AT89C51 單片機(jī)。內(nèi)含 4K 字節(jié)的 EEPROM 作為系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。另外擴(kuò)展一片 NVSRAM DCM0064(8K 字節(jié))作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用以存儲(chǔ)用戶的加油信息。因非易失性SRAMNVSRAM(Nonvolatile SRAM)既有 EPROM 的不易失性，即斷電后數(shù)據(jù)不變，又像普通 SRAM 一樣可快速讀寫數(shù)據(jù)，讀寫次數(shù)無限制。在系統(tǒng)中它的功耗很小，而且連接方法也很簡(jiǎn)單。加油量檢測(cè)使用精度較高的渦街流量傳感器。它輸出的電脈沖頻率和流量成線性關(guān)系，同時(shí)測(cè)量范圍寬、重復(fù)性好。而且便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無損測(cè)量。其電脈沖信號(hào)經(jīng)放大處理后通過光電隔離(TLP521

27、)作為單片機(jī)外部中斷 0 的輸入信號(hào)INTO，這樣結(jié)合定時(shí)器 T0 就可測(cè)頻。單片機(jī)的 P2.5，通過晶體管功放后帶動(dòng) 12V低壓繼電器(SSR)，由繼電器的觸點(diǎn)控制油泵電機(jī)的啟停接觸器的線圈及油路通斷電磁閥的線圈，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加油。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 7 -圖 2-1 IC 卡自動(dòng)加油機(jī)硬件原理圖2.32.3 ICIC 卡的選擇卡的選擇2.3.12.3.1 ICIC 卡應(yīng)用的安全性和可靠性卡應(yīng)用的安全性和可靠性1.IC 卡的標(biāo)準(zhǔn)接觸型 IC 卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是最廣為人知的 ISO7816，我國(guó)一經(jīng)采用其第1、2、3 部分作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)主要定義了塑料基片的物理和尺寸特性

28、、觸點(diǎn)的尺寸和位置、信息交換的底層協(xié)議描述。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO7816 對(duì)接觸式 IC 卡的規(guī)定，在 IC 芯片上覆蓋有 6 或者 8個(gè)觸點(diǎn)和外部設(shè)備進(jìn)行通信。按 ISO 標(biāo)準(zhǔn)，IC 卡芯片的觸點(diǎn)及其定義如下。(1) C1（VCC）：IC 卡工作電源。(2) C2（RST）：復(fù)位信號(hào)（可選） 。(3) C3（CLK）：有關(guān)信號(hào)的定時(shí)與同步。(4) C5（GND）：接地。(5) C6（VPP）：存儲(chǔ)器編程電源（可選） 。(6) C7（I/O）：IC 卡中串行數(shù)據(jù)的輸入/輸出。剩下的兩個(gè)觸點(diǎn)（C4、C8）視不同情況可在有關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中予以定義。2.IC 卡類型的選擇根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不用，IC 卡可以分

29、為金融卡和非金融卡兩大類；從 IC 卡的讀/寫方法上來分類，有接觸型和非接觸型兩種；另外，根據(jù) IC 卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)還可以分為存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡和 CPU 卡。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 8 -根據(jù)實(shí)際使用的安全性和可靠性，以及方便性和實(shí)用性，應(yīng)選接觸型 IC 卡，內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)該是邏輯加密型。3.IC 卡瞬間掉電測(cè)試IC 卡瞬間掉電是兩個(gè)原因造成的，一個(gè)是因?yàn)?IC 卡卡座質(zhì)量不好，經(jīng)過長(zhǎng)期插卡、拔卡，使 IC 卡和卡座觸點(diǎn)之間接觸不良；第二個(gè)原因是人為的插卡不當(dāng)或帶電非法拔卡。若瞬間掉電發(fā)生在卡的個(gè)人化過程中，將導(dǎo)致有關(guān)信息寫入錯(cuò)誤，使該卡成為廢卡。若瞬間掉電發(fā)生在對(duì)卡內(nèi)資金的修改

30、過程中，將導(dǎo)致卡內(nèi)金額錯(cuò)誤。不管挑選何種 IC 卡座，在長(zhǎng)期使用過程中，不可能絕對(duì)地避免 IC 卡的瞬間掉電。IC 卡讀寫機(jī)座加強(qiáng)對(duì) IC 卡瞬間掉電的測(cè)試和處理，來減少錯(cuò)誤?？梢允嵌〞r(shí)檢測(cè)，也可以是在對(duì) IC 卡瞬間掉電應(yīng)禁止對(duì) IC 卡操作，并在檢測(cè)到卡上電后以報(bào)警引起人工干預(yù)如重新插卡等。檢測(cè) IC 卡瞬間掉電的手段有讀 IC 卡信息或者讀 IC 卡插入開關(guān)狀態(tài)兩種。前一種判斷 IC 卡掉電的正確率高，后一種只能判斷是否被取出，但不影響正在進(jìn)行的對(duì)卡操作過程，適用于定時(shí)中斷程序?qū)?IC 卡的檢測(cè)。2.3.22.3.2 SLE4442SLE4442 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介IC 卡自動(dòng)加油機(jī)控制系統(tǒng)是采用

31、 IC 卡來完成油費(fèi)的支付，即在 IC 卡中預(yù)先存入一定的金額，每次加油后將應(yīng)收金額從卡中減去，當(dāng) IC 卡中無錢時(shí)，司機(jī)持卡前往指定的交費(fèi)地點(diǎn)充值并將預(yù)購(gòu)金額寫入卡中。然而，伴隨著現(xiàn)代電子高科技犯罪的出現(xiàn)，需要一種強(qiáng)有力的安全措施來保護(hù)機(jī)密數(shù)據(jù)不被他人竊取或篡改。因此，本設(shè)計(jì)采用了安全性較好的 SLE4442 IC 卡。1.SLE4442 IC 卡芯片簡(jiǎn)介SLE4442 IC 卡是由德國(guó) SIEMENS 公司設(shè)計(jì)的邏輯加密芯片。它采用 I2C 總線，支持 ISO 7816 同步傳送協(xié)議，芯片采用 NMOS 工藝技術(shù)。含有 256 字節(jié)的多存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的用戶區(qū)，能滿足大部分應(yīng)用領(lǐng)域的要求，每個(gè)字

32、節(jié)的擦/寫編程時(shí)間至少2.5ms，存儲(chǔ)器具有至少 10000 次的擦寫周期，數(shù)據(jù)保持時(shí)間至少 10 年，SLE4442 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 9 -IC 卡芯片包括三個(gè)存儲(chǔ)器，即主存儲(chǔ)器、保護(hù)存儲(chǔ)器及加密存儲(chǔ)器。2.SLE4442IC 卡安全性分析雖然 SLE4442 IC 卡自身具有很強(qiáng)的硬件加密措施，但并不是無懈可擊的。SLE4442IC 卡存在的被攻擊途徑主要有：窮舉法、中途攔截法及終端設(shè)備分析法等。(1)窮舉法SLE4442 IC 卡在終端設(shè)備上最多只有 3 次卡密碼校驗(yàn)機(jī)會(huì)，這樣 3 個(gè)字節(jié)的卡密碼總共有 1600 多萬個(gè)組合通?？刹捎迷谕ㄓ米x卡器上改寫卡密碼，

33、在終端上試用，嘗試多個(gè)組合直至找出卡密碼，這就是窮舉法。(2)中途攔截法中途攔截法是將通用讀寫器并接在應(yīng)用設(shè)備的卡頭上，或在 IC 卡上引線并接通用讀寫器，在卡校驗(yàn)密碼后未下電時(shí)，通過讀卡器讀出卡密碼。(3)終端設(shè)備信息分析法從終端設(shè)備的存儲(chǔ)芯片內(nèi)讀取數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析，從而破解卡密碼。防止終端設(shè)備信息分析法一般要對(duì)存儲(chǔ)芯片上的數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件加密，動(dòng)態(tài)修改數(shù)據(jù)值。從以上分析發(fā)現(xiàn)：SLE4442 IC 卡存在 IC 的潛在性攻擊是終端設(shè)備在硬件上無法解決的，需要進(jìn)一步在軟件方面進(jìn)行加密和數(shù)據(jù)處理。3.對(duì) SLE4442 采取的加密算法SLE4442 IC 卡自動(dòng)加油控制系統(tǒng)由于涉及到金額、密碼等機(jī)密數(shù)

34、據(jù)，因此需要做好完善的加密工作，即要保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。所謂安全性的實(shí)質(zhì)就是如何確保當(dāng)事人以外的客體不得介入；而可靠性的實(shí)質(zhì)是如何鑒定當(dāng)事人的真?zhèn)?，以及所傳遞的信息的真?zhèn)魏屯暾?。密碼體系安全系統(tǒng)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想如下：(1) 一卡一密；(2) IC 卡的密碼與卡號(hào)有關(guān)； (3) 加密算法的密鑰需要安全保存；(4) IC 卡的密碼能系統(tǒng)性動(dòng)態(tài)變更； (5) IC 卡密碼生成采用 DES 加密算法。SLE4442IC 卡自動(dòng)加油機(jī)控制系統(tǒng)的安全性主要體現(xiàn)在對(duì) SLE4442IC 卡密碼長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 10 -的操作和管理上，因此，密碼安全體系即為整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

35、的核心。本系統(tǒng)加密算法采用國(guó)際上普遍流行的公開加密算法一 DES(Data Encryption Standard)加密算法。DES 把傳統(tǒng)的代替法和換位法進(jìn)行多次組合，利用分散和錯(cuò)亂的相互作用得出了密碼強(qiáng)度很高的密文。DES 算法的入口參數(shù)有三個(gè)：Key,Data,Mode。其中 Key 為 8 個(gè)字節(jié)共 64 位，是 DES 算法的工作密鑰；Data 也為 8 個(gè)字節(jié) 64 位，是要被加密或被解密的SLE4442IC 卡數(shù)據(jù)；Mode 為 DES 的工作方式，有兩種：加密或解密。如 Mode 為加密，則用 Key 去把數(shù)據(jù) Data 進(jìn)行加密，生成 Data 的密碼形式(64 位)作為 D

36、ES 的輸出結(jié)果；如 Mode 為解密，則用 Key 去把密碼形式的數(shù)據(jù)Data 解密，還原為 Data 的明碼形式(64 位)作為 DES 的輸出結(jié)果。在通信網(wǎng)絡(luò)的兩端，雙方約定一致的 Key，在通信的源點(diǎn)用 Key 對(duì)核心數(shù)據(jù)進(jìn)行 DES 加密，然后以密碼形式通過密鑰卡傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的終點(diǎn)，數(shù)據(jù)到達(dá)目的地后，用同樣的 Key 對(duì)密碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，便再現(xiàn)了明碼形式的核心數(shù)據(jù)。這樣，便保證了核心數(shù)據(jù)在自動(dòng)加油機(jī)控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。通過定期在通信網(wǎng)絡(luò)源端和目的端同時(shí)改用新的 Key，便能更進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的保密性。DES 算法把 64 位的明文輸入塊變?yōu)?64 位的密文輸出塊，它所使用的密鑰

37、也是 64 位，整個(gè)算法的主流程如下：第一步：輸入 64 個(gè)二進(jìn)制位明碼數(shù)據(jù)區(qū)組，T=tlt2t64按初始換位 IP(見表 1)進(jìn)行換位，得到區(qū)組 B(0)=b1(0)b2(0)b64(0)=t58t50t7表表 1 1 初始換位表初始換位表 IPIP 58 50 12 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 361 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31

38、 23 15 7第二步：設(shè) B(ii)=b1(i)b2(i)b64(i)是第 i+1 次迭代的 64 個(gè)二進(jìn)制位長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 11 -輸入?yún)^(qū)組，將 B(i)分為左右兩個(gè)大小相等的部分，每部分為一個(gè) 32 位二進(jìn)制的數(shù)據(jù)塊 L(i)=l1(i)l2(i)132(i)=bl(i)b2(i)b32(i) R(i)=r1(i)r2(i)r32(i)=b33(i)b34(i)b64(i) 把 R(i)視為由 8 個(gè) 4 位二進(jìn)制的塊組成r1(i)r2(i)r3(i)r4(i)r5(i)r6(i)r7(i)r8(i)r29(i)r30(i)r31(i)r32(i)通過循環(huán)抄錄

39、相鄰塊的相鄰塊，把它們?cè)贁U(kuò)充為 8 個(gè) 6 位二進(jìn)制的塊r32(i)rl(i)r2(i)r3(i)r4(i)r5(i)r4(i)r5(i)r6(i)r7(i)r8(i)r9(i)r28(i)r29(i)r30(i)r31(i)r32(i)rl(i)用 E(R(i)表示這個(gè)變換，稱為擴(kuò)充函數(shù)。第三步：在第 i+1 次迭代中，用 48 位二進(jìn)制 K(i+l)=kl(i+l)k2(i+l)其中 k48(i+l)與 E(R(i)按位相加(邏輯異或)，得r32(i)+kl(i+l)rl(i)+k2(i+l)r5(i)+k6(i+l)r4(i)+k7(L+l)r5(L)+k8(i+l)9(i)+kl2(i

40、+l)r28(i)+k48(i+l)r29(i)+k44(i+l).rl(i)+k48(i+l)第四步：將以上第 j 個(gè)(1J6)位二進(jìn)制的塊(記為 Z=zj1 zj2 zjJzj4 zj5 zj6)輸入第 j 個(gè)替代函數(shù)習(xí)。各替代函數(shù)習(xí)的功能是把 6 位數(shù)變換成 4 位數(shù)，做法是以 zjl,zj6 為行號(hào)，zj2,zj3,zj4,zj5 為列號(hào)，查找副，行列交叉處即是要輸出的 4 位數(shù)。第五步：八個(gè)替代函數(shù) SJ(1J8)的輸出拼接為 32 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)區(qū)組yl(i)y2(i)y32(i)把它作為換位函數(shù) P 的輸人，得到輸出X(i)=xl(i)x2(i)x32(i)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院

41、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 12 - =yl6(i)y17(i)y25(i) 第六步：把 L(i)與 X(i)按位相加，形成 R(i+1)，且令 R(i)為 l，(i1)，即得到經(jīng)第 i+1 次迭代加密后的輸出 L(i+1)R(i+1)，其中L(i+l)=R(i)R(i+l)=L(i)+f(R(i),K(i+l) (i=0, 1,2,. . , 15) 第七步：對(duì) R(16)L(16)作逆初始換位 IP，得到密碼文。IC 卡明文由 8 字節(jié) 16 進(jìn)制數(shù)據(jù)組成。IC 卡明文二 2 字節(jié)客戶卡號(hào)+2 字節(jié)客戶卡號(hào)反碼+1 字節(jié)卡使用序號(hào)十 3 字節(jié)的本次設(shè)置密碼。表 2 為 IC 卡密碼生成規(guī)則例表。其

42、中，IC 卡明文為 0001FFFE01645645U，由客戶卡號(hào)、客戶卡號(hào)反碼、卡使用序號(hào)及本次設(shè)置密碼組成：密鑰為 4616168484648151H，由 8 字節(jié) 16 進(jìn)制數(shù)組成，IC 卡額度密鑰需要妥善保存，是整個(gè)加密系統(tǒng)安全機(jī)制的核心。卡密碼由明文經(jīng)DES 算法加密后生成 8 字節(jié)密文：60F7B2E65D93B512H，取密文前 3 個(gè)字節(jié)作為卡密碼。取密文第 8 字節(jié) 12H 寫人 IC 卡中，用于校驗(yàn)密碼前判斷密碼是否正確。表表 2 2 ICIC 卡密碼生成規(guī)則例表卡密碼生成規(guī)則例表2.42.4 單片機(jī)的選擇單片機(jī)的選擇2.4.12.4.1 單片機(jī)應(yīng)用概況單片機(jī)應(yīng)用概況目前微

43、處理器有很多種，在我國(guó)，MCS-51 系列的單片機(jī)用的比較廣泛，這種客戶卡號(hào)客戶卡號(hào)反碼卡使用序號(hào)本次設(shè)置密碼明文00H01HFFHFEH01H64H56H45H密匙64H16H16H84H84H64H81H51H密文60HF7HB2HE6H5DH93HB5H12H卡密碼60HF7HB2H長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 13 -單片機(jī)性能可靠，價(jià)格便宜，廣泛應(yīng)用在工業(yè)上的各個(gè)領(lǐng)域。以最開始的 8031 為代表，但是 8031 單片機(jī)沒有內(nèi)部 RAM 和 ROM，程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)很不方便，所以本設(shè)計(jì)采用了 803l 的改進(jìn)型 89C51，89C51 內(nèi)部自帶了 4KB 的 EPROM

44、，和 128B 的內(nèi)部 RAM?？梢苑奖銓懭? /擦除程序。 單片機(jī)應(yīng)用的主要領(lǐng)域有智能產(chǎn)品、智能儀表、測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)控控制機(jī)、智能接口。目前用戶在構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)有三種方式可供選擇：1.專用系統(tǒng)：這種系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置完全是按照應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求設(shè)計(jì)的。2.模塊化系統(tǒng)：這種系統(tǒng)，將典型配置做成用戶系統(tǒng)，以供用戶選擇使用。3.單片單板機(jī)系統(tǒng)：受通用 CPU 單板機(jī)的影響硬件按照典型應(yīng)用系統(tǒng)配置并配有監(jiān)控程序具有自開發(fā)能力。2.4.22.4.2 AT89C51AT89C51 功能簡(jiǎn)介功能簡(jiǎn)介 AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含有 4K 字節(jié)的

45、可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(EPROM)和 128 字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器(CPU)和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可提供許多高性價(jià)的應(yīng)用場(chǎng)合?？伸`活應(yīng)用于各種領(lǐng)域。1.其主要特性：(1) 與 MCS-5l 兼容(2) 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器(3) 壽命：1000 寫/擦循環(huán)(4) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年(5) 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz (6) 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定(7) 128*8 位內(nèi)部 RAM 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（

46、論文）- 14 -123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:12-May-2012Sheet of File:C:UserslenovoDesktop臨臨臨臨臨臨臨.ddbDrawn By:P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.2/RXD13P1.3/TXD14P1.4/INT25P1.5/INT36P1.6/INT47EA31P3.0/RXD010P3.1/TXD011P3.2INT012P3.3INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16GND20RST9ALE30PSEN29VCC40P0.0/AD039P

47、0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.6/AD732P2.0/A821P2.2/A1023P2.1/A922P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528X119X218P1.7/INT58P3.7/RD17AT89C51(8) 32 可編程 I/O 線(9) 兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(10) 5 個(gè)中斷源(11) 可編程串行通道(12) 低功耗的閑置和掉電模式(13) 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.AT89C51 管腳排列及說明：如圖 2-2。圖 2-2

48、AT89C5l 雙列直插封裝管腳排列長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 15 -VCC：供電電壓。GND：接地。P0 口：P0 口為一個(gè) 8 位漏極開路雙向 I/O 口，每管腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻抗輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/ /地址的第八位。在 FLASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須接上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P1 口管腳寫入 l 后，

49、被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。P2 口：P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口

50、輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3 口：P3 口管腳是 8 個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè)TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流(1LL)這是由于上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/ /PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈

51、沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。/ /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/ /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/ /PSEN 信號(hào)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 16 -將不出現(xiàn)。 / /EA/ /VPP：當(dāng)/ /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器(0000HFFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí),/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/ /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電

52、源(VPP)。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.52.5 流量計(jì)的選擇流量計(jì)的選擇2.5.12.5.1 影響加油機(jī)加油量準(zhǔn)確度的因素影響加油機(jī)加油量準(zhǔn)確度的因素為確保加油機(jī)能在規(guī)定的工作條件下正確使用、準(zhǔn)確計(jì)量，有必要對(duì)加油機(jī)在使用中可能造成誤差的因素進(jìn)行分析。1漏流量加油機(jī)在小流量檢測(cè)時(shí)，誤差值急劇地向負(fù)方向傾斜，隨著流量增大，誤差值逐漸由負(fù)方向向正方向移動(dòng)，并穩(wěn)定在某一定值上。流量繼續(xù)增加，誤差又將向負(fù)方向偏移。呈現(xiàn)這種變化趨勢(shì)，是因?yàn)榧佑蜋C(jī)流量計(jì)存在漏流現(xiàn)象。所謂漏流量，就是一部分未經(jīng)“計(jì)量器”計(jì)量，而通過測(cè)量元件與殼體之間的

53、間隙直接從入口流向出口的流體量。 2軟管的內(nèi)容積變化 加油機(jī)軟管的內(nèi)容積變化也會(huì)影響加油機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確度。當(dāng)加油機(jī)工作時(shí)，軟管中全部注滿油液，并且有一定的壓力。但停泵時(shí)，軟管內(nèi)雖然仍充滿油液，但壓力降至大氣壓，軟管從大氣壓到加油機(jī)工作時(shí)的內(nèi)容積變化直接影響到加油機(jī)的計(jì)量準(zhǔn)確度。軟管的內(nèi)容積變化與材質(zhì)、性能、油壓和使用長(zhǎng)度有關(guān)，必須嚴(yán)格限制。綜上所述，加油機(jī)在工作中影響準(zhǔn)確度的因素主要有漏流量、氣體、過沖量及輸油軟管的內(nèi)容積變化。只要合理地選擇使用流量和壓力，選用符合規(guī)程要求的組成部件，并能經(jīng)常檢查維護(hù)，就能提高加油機(jī)的準(zhǔn)確度。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 17 -2.5.22.5.2

54、 渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)，簡(jiǎn)稱 VSF，是在流體中安放一根(或多根)非流線型阻流體(bluffbody)，流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則的旋渦，在一定的流量范圍內(nèi)旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速，通過采用各種形式的檢測(cè)元件測(cè)出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體(阻流體)，從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為 f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為 U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為 d，表體通徑為 D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式：f=SrU1/d=SrU/md 式中：U1旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流

55、速，m/s； Sr斯特勞哈爾數(shù)； m旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比。2.5.32.5.3 渦街流量計(jì)型號(hào)的選用渦街流量計(jì)型號(hào)的選用本設(shè)計(jì)所選用的是，SSK600 應(yīng)力式渦街流量計(jì)。其工作原理是當(dāng)流體流經(jīng)測(cè)量管內(nèi)梯形檔體時(shí)，在它的兩側(cè)面交替形成渦街并分離出來，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，渦街的頻率與平均流速成正比，因而也與流量程正比。由渦街分離引起的交替壓力變化，通過位于擋板后面彈簧片內(nèi)的壓電傳感器檢測(cè)出來，并轉(zhuǎn)換與之稱正比的交換電壓信號(hào)，隨后由電子線路進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流和脈沖信號(hào)。 其主要性能特點(diǎn)： 1.量程寬，適用范圍廣； 2.無可動(dòng)部件； 3.耐高溫，最高可達(dá) 350；長(zhǎng)春工

56、業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 18 - 4.可測(cè)液體、汽油和蒸汽；5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易安裝； 6.輸出 1-5V 脈沖信號(hào)，并與流量成正比； 7.防爆型；8.電氣連接簡(jiǎn)單，功耗低于 0.5W； 9.精度：液體1； 10.電源 14-30V DC：11.自動(dòng)補(bǔ)償濾波器：在工作狀態(tài)時(shí)自動(dòng)對(duì)脈動(dòng)流體產(chǎn)生的干擾信號(hào)進(jìn)行過濾。選用的這種渦街流量是公稱直徑為 15 的流量計(jì)，其測(cè)量范圍為： (0.6m3/h，5 m3/h)，因其流量與輸出脈沖信號(hào)或線性關(guān)系可得出公式（2-5）：1.1Q=U (式 2-5) 第第 3 3 章章 ICIC 卡自動(dòng)加油機(jī)的硬件設(shè)計(jì)卡自動(dòng)加油機(jī)的硬件設(shè)計(jì)3.13.1 硬件系統(tǒng)的

57、設(shè)計(jì)原則硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 一般來說一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包括兩部分內(nèi)容： 一是系統(tǒng)配置，是按照系統(tǒng)功能來配置外圍電路，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、A/D、D/A 轉(zhuǎn)換器等，要按實(shí)際情況設(shè)計(jì)合理的電路。 二是系統(tǒng)的擴(kuò)展，是當(dāng)單片機(jī)的內(nèi)部功能單元，如：RAM、ROM、I/0、定時(shí)器長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 19 -等不能滿足系統(tǒng)要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適合的芯片設(shè)計(jì)相應(yīng)得的電路。 系統(tǒng)的擴(kuò)展和設(shè)計(jì)因該遵循以下原則： 1盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)的常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好基礎(chǔ)。 2系統(tǒng)的擴(kuò)展與外圍設(shè)備配置的水平充分滿足系統(tǒng)的功能要求，并留有

58、適當(dāng)?shù)挠嗟?，以便進(jìn)行二次的開發(fā)。 3硬件應(yīng)該結(jié)合應(yīng)用開發(fā)軟件方案并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會(huì)產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。但必須注意，由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時(shí)間比硬件實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)，且占用 CPU時(shí)間。 4整個(gè)系統(tǒng)中相關(guān)的器件要盡可能做到性能匹配。如選用 CMOS 芯片單片機(jī)構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡可能選擇低功耗產(chǎn)品。 5可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件系統(tǒng)不可缺少的一部分。6單片機(jī)外接電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力。驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設(shè)線驅(qū)動(dòng)器增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力或減少芯片功耗來降低總線負(fù)載。3.23.2 數(shù)據(jù)采集通道的設(shè)計(jì)

59、數(shù)據(jù)采集通道的設(shè)計(jì)3.2.13.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換因?yàn)闇u街流量計(jì)輸出量是模擬信號(hào)，因此在進(jìn)入 CPU 之前需要對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)采用的是 ADC0809，它是一種 8 位逐次必進(jìn)式 A/D 轉(zhuǎn)換器。主要性能如下：1.分辨率為 8 位2.精度：ADC0809 小于1LSB長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 20 -123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:12-May-2012Sheet of File:C:UserslenovoDesktop臨臨臨臨ADC08.ddbDrawn By:IN026IN127IN228IN

60、31IN42IN53IN64IN75ref(-)16ref(+)12msb2-1212-2202-3192-4182-582-6152-714kb2-817EOC7B24A25C23ALE22ENABLE9START6CLOCK103.單+5V 供電，模擬輸入電壓范圍為 0+5V4.具有鎖存控制的 8 路輸入模擬開關(guān)5.可鎖存三態(tài)輸出，輸出與 TTL 電平兼容6.功耗為 15mW7.不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整轉(zhuǎn)換速度取決于芯片外接的時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率范圍：101280kHz。典型值為時(shí)鐘頻率 640kHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 100us。管腳圖如 3-1。 圖 3-1 ADC0809 管腳說明3.2.2