【正文】 ............................................. 31 致 謝 .............................................................. 32 參考文獻 ............................................................. 33 附錄 A 硬件電路圖 .................................................... 34 附錄 B 軟件主程序 .................................................... 35 利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 7 第一章 緒論 167。 蜂鳴器、工作狀態(tài)指示燈與單片機接口 .......................... 21 蜂鳴器驅(qū)動電路 .......................................... 21 工作狀態(tài)指示燈電路 ...................................... 22 167。 系統(tǒng)整體設計 ............................................... 15 167。 IC 卡的 國際標準 .............................................. 9 第二章 MIFARE 技術 .................................................... 11 167。s circuit is made up of power supply circuit,LED and display circuit,buzzer drive circuit,MCU interface circuit ,ZLG500AT readwrite module and so on. The software design includes programming of ZLG500AT module and programming of main program. KEYWORDS: IC Card, contactless, ZLG500AT readwrite module, Card reader 利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 5 目 錄 摘 要 ................................................................ 3 Abstract .............................................................. 4 目 錄 ................................................................ 5 第一章 緒論 ........................................................... 7 167。非接觸式 IC 卡讀卡器是非接觸式 IC 卡應用系統(tǒng)的關鍵設備之一。 本學位論文屬于 保密 □，在 _________年解密后適用本授權(quán)書。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 不保密 □。 本論文 介紹了非接觸式 IC 卡其特點、種類、國際標準、關鍵技術、典型應用和發(fā)展趨勢，重點介紹了 Philips 公司的 MIFARE 技術，對 MIFARE 卡片和 MIFARE 非接 觸式 IC 卡的讀寫組件 MFRC500 進行了全面的闡述；在此基礎上，論文詳細地闡述了非接觸式 IC 卡讀卡器的硬件和軟件設計，給出了每一部分的實際電路圖和應用程序。 前言 ......................................................... 7 167。 MIFARE 1 非接觸式 IC 卡的功能組成 ............................ 11 RF 射頻接口電路 ......................................... 11 數(shù)字電路模塊 ............................................ 12 167。 單片機最小系統(tǒng)介紹 .......................................... 15 AT89S52 簡介 ............................................ 15 單片機復位電路 ......................................... 16 167。 串口通信 .................................................... 22 MAX 232 芯片簡介 ........................................ 22 硬件連接圖 .............................................. 23 第四章 軟件設計 ...................................................... 24 167。 前言 IC 卡的概念是 70 年代初提出來的 [1]，法國布爾 (BULL)公司于 1976 年首先創(chuàng)造出 IC 卡產(chǎn)品，并將這項技術應用到金融、交通、醫(yī)療、身份證明等多個行業(yè)，它將微 電子技術和計算機技術結(jié)合在一起，提高了人們生活和工作的現(xiàn)代化程度。 正是由于這些特點，使得 IC 卡從誕生至今雖然只有短短數(shù)年，但其市場卻遍布世界各地。 IC 卡目前已在 商貿(mào)、交通、電信、醫(yī)療、衛(wèi)生保健、社會保險、金融、稅務、工商、公安、組織機構(gòu)代碼和城市公共事業(yè)管理等許多領域得到廣泛應用，并取得了初步的社會和經(jīng)濟效益。 IC 卡的分類 IC 卡可以按照多種方法進行分類 [3]，根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路的不同可以分利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 8 成以下三類： （ 1） 存儲器卡 （ 2） 邏輯加密卡 （ 3） CPU 卡 嚴格意義講，只有 CPU 卡才是真正的智能卡 [4]。 （ 3） 配合具體應用具有多種工作距離 非接觸式 IC 卡中既有作用距離為幾米、可用于高速公路 收費系統(tǒng) [5]中的遠距離卡，又有作用距離為幾厘米、可用于電子錢包的近距離卡，使得系統(tǒng)配置靈活多樣。 非接觸式 IC 卡的關鍵技術 非接觸式 IC 卡的工作特點使其在設計和制造過程中存在一些技術難點，主要集利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 9 中在芯片制造和卡片封裝上，這些關鍵技術是： （ 1） 射頻技術 非接觸式 IC 卡是射頻技術和 IC 卡技術相結(jié)合的產(chǎn)物，非接觸式 IC 卡的射頻技術有以下特殊要求： 由于 IC 卡的尺寸限制，使大部分非接觸式 IC 卡的內(nèi) 部不帶電池，需要由讀寫設備通過無線方式供電，經(jīng)過卡內(nèi)的穩(wěn)壓電路產(chǎn)生芯片工作所需的直流電壓。 （ 4） 安全技術 非接觸式 IC 卡以卡用芯片的物理安全技術、卡片制造的安全技術和卡的通訊安全技術這三個方面的內(nèi)容構(gòu)成其強大的安全技術。 利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 11 第二章 MIFARE 技術 167。它可將卡片讀卡器上的 的無線電調(diào)制頻率接收，一方面送調(diào)制 /解調(diào)模塊，另一方面 進行波形轉(zhuǎn)換，將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，然后對其整流濾波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對電壓進行進一步的處理，包括穩(wěn)壓等，最終輸出供給卡片上的各電路。 （ 3） Select Application 模塊：主要用于卡片的選擇 （ 4） Authenticationamp。整個卡片可以設計成 “ 一卡通 ” 形式來應用。它 主要進行對整個卡片的各個單位進行微操作控制，協(xié)調(diào)卡片的各個步驟；同時它還對各種收 /發(fā)的數(shù)據(jù)進行算術運算處理，遞增 /遞減處理， CRC 運算處理，等等，是卡片中內(nèi)建的 MCU 單元。 （ 7） Crypto Unit 數(shù)據(jù)加密單元： 該單元完成對數(shù)據(jù)的加密處理及密碼保護。MIFARE 1 卡片中的這一單元容量為 8196bit(1 Kbyte)， 分為 16 個扇區(qū)。 利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 14 數(shù)據(jù)塊有兩種應用方法，一種是用作一般的數(shù)據(jù)保存用，直接讀寫。 MF RC500 讀寫芯片簡介 （ 1）概述 MF RC500 是應用于 非接觸式通信中高集成讀卡 IC 系列中的一員 [9]。 系統(tǒng)整體設計 非接觸式 IC 卡讀寫器系統(tǒng)的硬件由單片機、數(shù)碼管顯示器、非接觸式 IC 卡讀寫模塊、電源、 RS232 串口通信模塊 等構(gòu)成 (見圖 3－ 1)。只要 RST 保持高電平，則 AT89S52 就可以復位；當RST 從高電平變?yōu)榈?電平 以后，單片機從主程序開始執(zhí)行程序。參考 MAX7219 工作時序圖（如圖 3－ 2)： DIN 是待顯示信息的數(shù)據(jù)輸入端 ， 以串行方式移入內(nèi)部的 16 位寄存器中寄存。 圖 3－ 2 輸入一組數(shù)據(jù)的工作時序圖 利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 17 圖 3－ 3 MAX7219 引腳圖 MAX7219 的所有功能與多樣化操作模式都是通過內(nèi)部寄存器的設定來實現(xiàn)的 ，其內(nèi)部 14 個可尋址寄存器的功能及地址如表 3－ 1 所示 [12]： 表 3－ 1 MAX7219 內(nèi)部寄存器及地址 功能 地 址 16 進制 編碼 D15 D12 D11 D10 D9 D8 空操作 X 0 0 0 0 X0 Dig0 X 0 0 0 1 X1 Dig1 X 0 0 1 0 X2 Dig2 X 0 0 1 1 X3 Dig3 X 0 1 0 0 X4 Dig4 X 0 1 0 1 X5 Dig5 X 0 1 1 0 X6 Dig6 X 0 1 1 1 X7 Dig7 X 1 0 0 0 X8 譯碼模式 X 1 0 0 1 X9 顯示亮度 X 1 0 1 0 XA 掃描界限 X 1 0 1 1 XB 停機 X 1 1 0 0 XC 顯示測試 X 1 1 1 1 XF 各內(nèi)部寄存器含義如下 ： （ 1） 空操作寄存器 (地址 X0H)。當高電平時 ， 選擇硬件譯碼模式 (BCDB 碼譯碼 )， 當?shù)碗娖綍r選擇軟件譯碼模式 (即送來數(shù)據(jù)為字型碼 )。 (4)掃描界限寄存器 (地址 XBH)。 (6)顯示測試寄存器 (地址 XFH)。在 P0 口作為 DIN、 CLK、 LOAD 信號線時還應接 10k217。 圖 34 MAX219 與單片機連接圖 利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 19 167。 只要通過 PC 機發(fā)送相應的通訊指令就可以實現(xiàn)對應的操作，對應的操作指令見 。 167。 串口通信 MAX 232 芯片簡介 該產(chǎn)品是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容 RS232 標準的芯片 [14]。 顯示子程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int //定義 Max7219 端口 sbit Max7219_pinCLK = P1^2。 for(i=0。j++)。i=1。 DATA=DATA1。 //寫入地址，即數(shù)碼管編號 Write_Max7219_byte(dat)。 //亮度 Write_Max7219(0x0b, 0x07)。 Init_MAX7219()。 Write_Max7219(2,7)。 Write_Max7219(6,3)。 } 利用單片機實現(xiàn)非接觸式 IC 卡讀寫 27 167。再繼續(xù)下達通訊命令進行密碼驗證，調(diào)用函數(shù)PSD_Verify(CardKey,CardNo)，如果測試通過，得到正確的返回命令，將第三個數(shù)碼管顯示為 1，否則顯示為 0。調(diào)用 Turnon_BELL(0X55)、 Turnon_LED(0X55)函數(shù)控制蜂鳴器和 LED 的狀態(tài)，操作成功對應第七個第八個數(shù)碼管顯示為 1 否則顯示為 0。在這個模塊的調(diào)試過程中我學到了做任何事情要有充分的準備，不能通過自己的臆想去盲目判斷，這樣可能是事倍功半，磨刀不誤砍柴工，做好準備工作也許我們就成功了一