基于MSP430单片机的智能IC卡水表控制器

0 引言
随着IC卡应用的普及，利用IC卡实现“预付费方式”的水费管理成为可能。目前的电子水表按照抄表的方式主要可以分为网络式和分立式。由于在某些场合需要对旧的水表系统改造，如果采用网络式抄表方式需要进行抄表线路的铺设，这给施工带来很大的问题。而分立式的IC卡水表收费系统则无需考虑这一问题，这为管理部门和用户提供了极大的便利。

1 硬件电路设计
本控制器以MSP430单片机为控制核心。MSP430系列单片机是美国TI公司从1996年开始推向市场的一种16位RISC架构、超低功耗的混合信号处理器。电源采用1．8～3．6 V低电压、RAM数据保持方式下耗电仅0．1μA，活动模式下耗电250μA／MIPS，IO口漏电流仅为50 nA(一般单片机为1～10μA)。非常适合水、燃气、热、电表等电池供电设备的设计。单片机系统图如图1所示。系统整体电路方案如图2所示。

1．1 IC卡接口部分电路设计
利用德国西门子SLE 4442卡与单片机进行通信，来完成对水表的控制、用户充值和查看水量等功能。IC卡接口电路便是IC卡与单片机连接的枢纽。本设计可兼容4442卡和T5557卡两种卡片。电路预留了单片机与IC卡的接口。可根据设计需要灵活选择卡片种类。SLE4442卡遵循I2C协议，读写时序与I2C相类似。
一般说来，IC卡只要直接和单片机相连即可以应用，但是为了使设计更加稳定，在IC卡与单片机之间增加一些电阻以达到保护的目的。另外IO口和卡到位检测需要上拉电阻，以保证其可以正常操作。在水表的标准中要求水表要有防静电的功能，所以在IC卡座的设计上，加上TVS管保证在遭受静电后，此IC卡座仍能正常工作。