基于MSP430單片機的智能IC卡水表控制器

0 引言
隨著IC卡應用的普及，利用IC卡實現“預付費方式”的水費管理成為可能。目前的電子水表按照抄表的方式主要可以分為網絡式和分立式。由于在某些場合需要對舊的水表系統改造，如果采用網絡式抄表方式需要進行抄表線路的鋪設，這給施工帶來很大的問題。而分立式的IC卡水表收費系統則無需考慮這一問題，這為管理部門和用戶提供了極大的便利。

1 硬件電路設計
本控制器以MSP430單片機為控制核心。MSP430系列單片機是美國TI公司從1996年開始推向市場的一種16位RISC架構、超低功耗的混合信號處理器。電源采用1．8～3．6 V低電壓、RAM數據保持方式下耗電僅0．1μA，活動模式下耗電250μA／MIPS，IO口漏電流僅為50 nA(一般單片機為1～10μA)。非常適合水、燃氣、熱、電表等電池供電設備的設計。單片機系統圖如圖1所示。系統整體電路方案如圖2所示。

1．1 IC卡接口部分電路設計
利用德國西門子SLE 4442卡與單片機進行通信，來完成對水表的控制、用戶充值和查看水量等功能。IC卡接口電路便是IC卡與單片機連接的樞紐。本設計可兼容4442卡和T5557卡兩種卡片。電路預留了單片機與IC卡的接口。可根據設計需要靈活選擇卡片種類。SLE4442卡遵循I2C協議，讀寫時序與I2C相類似。
一般說來，IC卡只要直接和單片機相連即可以應用，但是為了使設計更加穩定，在IC卡與單片機之間增加一些電阻以達到保護的目的。另外IO口和卡到位檢測需要上拉電阻，以保證其可以正常操作。在水表的標準中要求水表要有防靜電的功能，所以在IC卡座的設計上，加上TVS管保證在遭受靜電后，此IC卡座仍能正常工作。