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IC卡有線電視收費(fèi)控制器的設(shè)計(jì)與研制

文章出處:http://m.overnightmodel.com 作者:邢武等   人氣: 發(fā)表時間:2011年09月22日

[文章內(nèi)容簡介]:本文介紹了IC卡有線電視收費(fèi)控制器的工作模式,控制器各部分組成、功能及設(shè)計(jì)。同時給出了軟件主流程。

0 引言

    隨著IC 卡有線應(yīng)用技術(shù)的深人推廣,物業(yè)管理現(xiàn)代化水平的不斷提高,IC卡有線電視收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。IC卡有線電視收費(fèi)系統(tǒng)的出現(xiàn),解決了過去有線電視行業(yè)收費(fèi)難、管理難的問題,也使得用戶收費(fèi)方式更加方便、靈活。我們設(shè)計(jì)的IC卡有線電視收費(fèi)系統(tǒng),它主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理軟件系統(tǒng)和用戶有線電視收費(fèi)控制器組成。本文主要介紹的是用戶有線電視收費(fèi)控制器的設(shè)計(jì)。

1 IC卡有線電視收費(fèi)控制器模式

    當(dāng)用戶將含費(fèi)IC卡(以日期形式存儲),插人收費(fèi)控制器后,雙穩(wěn)態(tài)視頻信號控制器接通視頻信號,這時用戶可正常收視。當(dāng)交費(fèi)日期到達(dá)時,收費(fèi)控制器雙穩(wěn)態(tài)視頻信號控制器斷開視頻通道,這時用戶須重新持卡交費(fèi)。將含費(fèi)IC卡再次插人收費(fèi)控制器后,方可繼續(xù)收視。正常情況下,雙穩(wěn)態(tài)視頻信號控制器處于接通狀態(tài),用戶正常收視。只有當(dāng)特殊事件發(fā)生時,才會影響雙穩(wěn)態(tài)視頻信號控制器通斷狀態(tài)。如圖1所示。

IC卡有線電視收費(fèi)控制器模式

圖 1

2 IC卡有線電視收費(fèi)控制器組成與功能

    IC卡有線電視收費(fèi)控制器由低功耗單片機(jī)、雙穩(wěn)態(tài)視頻信號控制器、串行日歷時鐘、非易失存儲器、液晶顯示、電源電壓檢測器、、電池組等組成(如圖2)。其中IC卡采用88SC 102加密卡,其特點(diǎn)為容量大,安全性好。

IC卡有線電視收費(fèi)控制器

圖 2 IC卡有線電視收費(fèi)控制器

2.1低功耗單片機(jī)PIC 16C57

    PIC 16C57單片機(jī)具有低成本、高性能、低功耗、易編程等特點(diǎn),平時處于睡眠狀態(tài)時,狀態(tài)功耗<=1 µA。

    PIC 16C57單片機(jī)通過IC卡控制電路可實(shí)現(xiàn)對IC卡讀寫器操作,同時可將卡內(nèi)有用信息經(jīng)識別處理后存儲于非易失存儲器中,并定時對日歷時鐘和電池電壓進(jìn)行檢測,將有關(guān)信息通過控制器接口在液晶上顯示出來。單片機(jī)輸出口與驅(qū)動電路相連,從而實(shí)現(xiàn)對雙穩(wěn)態(tài)視頻信號控制器的通斷控制。

2.2 雙穩(wěn)態(tài)視頻信號控制器開關(guān)

    目前,對視頻信號通斷控制普遍采用繼電器或高頻電子開關(guān)。繼電器在工作狀態(tài)時,需要較大的維持電流,還容易受電干擾、機(jī)械沖擊和振動等而改變通、斷狀態(tài);普遍高頻電子開關(guān),無論采用分立元件或集成芯片,都會對有線電視信號產(chǎn)生不同程度的干擾或衰減,且在特高頻頻段內(nèi)難以有效關(guān)斷信號。

    針對以上問題,我們研制了由直流微電機(jī)和一種特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成的控制方法,可以理想地實(shí)現(xiàn)對有線電視信號可靠接通和關(guān)斷。在接通和關(guān)斷狀態(tài)時,無功耗,而且通、斷狀態(tài)十分穩(wěn)定,除了通、斷控制信號外,其它電干擾、機(jī)械沖擊和振動等都無法改變其通、斷狀態(tài)。采用該方法實(shí)施的有線電視信號控制裝置,在接通時,可以實(shí)現(xiàn)有線電視信號高保真?zhèn)鬏?在關(guān)斷時,能可靠關(guān)斷。表1為控制邏輯表,其中A,B為控制器的兩個電信號輸人端。

IC卡有線電視收費(fèi)控制器的設(shè)計(jì)與研制

2.3 串行日歷時鐘

    IC 卡有線電視收費(fèi)器日歷時鐘采用可涓流充電的DS1302芯片,其應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。其中,單片機(jī)口線RB7, RB6, RBS分別與
DS13 02的RST,I/ 0和SCLK相連,Vcc2接主電源,Vcc I接3V備用電池。為防止備用電池電能下降,應(yīng)打開涓細(xì)流充電器,向備用電池充電。當(dāng)主電源電壓下降或掉電時,自動切換到備用電池供電。

IC卡有線電視收費(fèi)控制器電路結(jié)構(gòu)簡圖

圖 3 IC卡有線電視收費(fèi)控制器電路結(jié)構(gòu)簡圖

    在調(diào)試日歷模塊過程中,要注意以下幾個問題:

    (1) 控制口線
    在DS13 02內(nèi)部三根控制口線RST,SCLK,I/O分別接有40k下拉電阻,保證在上電時RST為低電平。特請注意,數(shù)據(jù)輸人/輸出時,在SCLK的上升沿,I/0管腳為三態(tài)。

    (2) 晶體振蕩器
    晶振可選KDS7D規(guī)格,且為32.768kHz。晶振與DS 1302直接連接,無需外接其它元件,最好不要在振蕩器兩端并電容到地,以免影響計(jì)時精度。如果有精度誤差,可在振蕩器兩端并6µF左右的電容。要特別提醒的是,由于振蕩信號較弱,用普通示波器很難觀察到晶振的振蕩波形。

    (3) 初始化寄存器
    與日歷 、時鐘相關(guān)的寄存器共有7個,存放的數(shù)據(jù)為BCD碼形式。秒寄存器的第7位為時鐘暫停位,當(dāng)此位置為1時,時鐘振蕩器停振,DS 1302進(jìn)人低功耗守候狀態(tài);置為0時,則時鐘振蕩器工作。初始化時要對全部7個寄存器(80h,82h,---,8ch)定義初值,否則,DS1302將在低功耗守候狀態(tài)。若采用涓細(xì)流充電,則涓細(xì)流充電器寄存器(90h),可以定義初值為b7h,即選用一個二極管串8k電阻向備用電源涓細(xì)流充電。最大涓細(xì)充電電流為:

    Imax = ( 5 V一0.7V )/8 K= 0 .54 mA。為防止任何其它寄存器的誤寫操作,可以將控制寄存器(8Eh)的第7位定義成寫保護(hù)(即該位置1)0
2.4 數(shù)據(jù)非易失存儲電路

    非易失存儲器采用24LC01芯片,可用來長期可靠存儲系統(tǒng)內(nèi)重要數(shù)據(jù)。用戶卡插人系統(tǒng)后,卡內(nèi)密碼、卡號等關(guān)鍵數(shù)據(jù)將以密文形式通過單片機(jī)被存儲在存儲器24LC01中。用戶使用時,動態(tài)數(shù)據(jù)也將隨時被準(zhǔn)確記錄于存儲器24LC01中。

2.5 降壓監(jiān)測電路

    降壓監(jiān)測采用S80751,當(dāng)系統(tǒng)電池電壓在正常值時,電壓監(jiān)測芯片580751的輸出腳1腳為高,當(dāng)系統(tǒng)電池電壓低于5.1V時,電壓監(jiān)測芯片580751的輸出腳1腳變?yōu)榈?。單片機(jī)檢測到低電平后,將控制液晶顯示欠壓,以提醒用戶更換電池。

2.6 電池盒拉開狀態(tài)監(jiān)測電路

    當(dāng)電池盒關(guān)閉時,保護(hù)電路輸出端為高電平;當(dāng)電池盒拉開時,保護(hù)電路輸人端為低電平。單片機(jī)監(jiān)測到低電平后,將視頻信號切斷,直到電池安裝好并將電池盒推人表內(nèi),保護(hù)電路輸出端重新變?yōu)楦唠娖胶髥纹瑱C(jī)才會重新將視頻信號接通。

2.7 液晶及聲光報(bào)警電路

    液晶采用PHILIP標(biāo)準(zhǔn)12C通訊模塊制作,可顯示欠壓、欠費(fèi)、視頻信號切斷、卡誤四種信息狀態(tài)及其任意組合。聲光報(bào)警電路采用高亮LED和高響蜂鳴器,由單片機(jī)控制發(fā)出聲光報(bào)警。

3 軟件主流程圖

軟件采用PIC 16C5X框圖如圖4所示。

IC卡有限電視收費(fèi)控制系統(tǒng)軟件主流程圖

作者簡介:
中國科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所    邢武 陳家林 龍飛 李鋒 姚玉寶 唐冰

【參考文獻(xiàn)】
DS1302T rickleC hargeT imekeepingC hip.D ALLASS emiconductor Corpomtion,1999
蔡純潔,邢武編.PIC16/17單片機(jī)原理和應(yīng)用.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,1997

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