TM卡信息纽扣在预付费水表中的应用(2)

笔者在项目研发中重点研究了TM卡的信息存储机理，并研究获得了一个性能优良的密码保护模式，确保了一表一卡对应。我们根据研究获得的信息存储模式维制了存取可靠安全的TM卡读写控制程序模块。水表控制器1-Wire读写模块采用MCS-51汇编语言，按TM卡通信协议编制。管理PC机的读写控制程序采用Visual C 6.0编写。应用软件开发过程中，对TM卡进行数据读写的过程需要遵循其工作机理和时序要求，具体包括：①测试连接及应答。微机发测试负脉冲给TM卡，查询TM卡是否已在触头正确连接。若与触头连接良好，TM卡则将数据线拉低，产生应答负脉冲。如果微机检测到这个应答脉冲，就可以进行数据读写操作了。

②从TM卡读取数据。微机先向TM卡发1个读负脉冲，TM卡接收该脉冲后立即将被读取位的内容送至数据线上，微机从数据线上获得数据。若数据线在TM卡的采样时区内维持高电平，则读取值为“1”；否则，为“0”。最后，TM卡释放数据线，数据线恢复为高电平，为微机继续从TM卡读取数据位作好准备。

③将数据写入TM卡。与读取数据类似，微机向TM卡发1个写负脉冲，然后开始写数据。微机维持数据线低电平特定时间，再恢复为高电平，则表明写入“0”；微机发出写负脉冲后立即将数据线拉高并维持特定时间，则表明写入“1”。完成数据写入后，数据线恢复为高电平，为微机继续向TM卡写入数据位作好准备。

2 TM卡预付费智能冷水水表设计

TM卡预付费智能冷水水表由基表、SCP微处理器系统、LCD显示驱动电路、电动陶瓷阀门及其控制电路、刷卡电路等部分组成。采用符合ISO4064B标准的CDTAR系列单流旋翼式冷水水表作为基表。该表计数机构与测量机构经磁耦合传动，可将用水量转换成电信号输出；表内设有磁保护装置，具有较强的抗外磁干扰能力。设计过程中重点对水表整机功耗、成本、体积、重量、外观等方面进行优化研究；水表控制器设计中采用了I2C总线、最小功耗设计、表面贴装技术专门定制LCD液晶驱动器模块以及产品造型设计等多项先进技术，完成嵌入式机电系统优化设计。

2.1 微控制器系统设计

使用的微控制器P87LPC76X属于MCS-51兼容型[2]，与标准51单片机相比，尽管只有20引脚，却提供了I2C通信总线、灌电流达到20mA的18条I/O口线、1个WDT看门狗定时器。它具有许多独特的功能，特别适用于设计高集成度、低成本、低功耗的智能设备。本项目充分利用这些资源，扩展