【正文】 發(fā)展壯大。 食堂 IC 卡系統(tǒng)。醫(yī)療 IC 卡除了具有醫(yī)療費用的支付功能外，卡內(nèi)還可以存儲病人的病歷。通過預(yù)先收費，可以增加管理部門的可用資金，為居民提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，改變對資源先消費后收費的不合理狀況。目前國內(nèi)各商業(yè)銀行所發(fā)放的銀行卡大多數(shù)為借記卡。銀行卡大體分為兩類：信用卡和儲值卡。 IC 卡雖然進入我國較晚，但在政府的大力支持下，發(fā)展迅速。 本次的食堂 IC 卡系統(tǒng)設(shè)計就是以單片機為核心的智能系統(tǒng)，實現(xiàn)了管理智能化，大大提高了餐飲單位的效率，因而受到了市場的青睞。作為其中之一的 IC 卡也進入了人們的生活，給人們帶來了很多方便實惠。 但是，這種食堂運作方式存在著方方面面的不足：操作繁瑣：傳統(tǒng)的食堂收費方式從 飯票的印制、售賣、回收、點數(shù)、結(jié)算每個環(huán)節(jié)都采用人工進行，且每天、每月都需進行著重復(fù)的統(tǒng)計工作，令人繁不勝煩。 IC 卡采用了西門子公司的 SLE4442 邏輯加密卡。整個系統(tǒng) 程序編寫 所用的軟件： Keil。 食堂 IC 卡是適應(yīng)于就餐人數(shù)密集的食堂收費系統(tǒng)，該系統(tǒng)從根本上解決了餐券流通過程中的偽造、丟失，細(xì)菌交叉感染等一系列的問題，促進飲食服務(wù)管理向規(guī)范化、系統(tǒng)化和科學(xué)化的方向發(fā)展。中北大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 31 頁 1 緒 論 IC 卡，又稱集成電路卡（ Integrated Circuit Card）或者智能卡（ Smart Card），是繼磁卡，光電卡之后的新一代標(biāo)識卡。 IC 卡的應(yīng)用提高了人們的生活水平和工作的效率，為人們帶來了方便實惠，加快了現(xiàn)代化進度，已經(jīng)成為一個國家 科技水平現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。系統(tǒng)采用 5V 的直流電源供電。鍵盤采用 4*4 矩陣鍵盤模塊，輸入方便。 選題背景 以前，各種企事業(yè)單位的食堂，人員就餐所用的都是紙質(zhì)或塑膠質(zhì)的飯票、菜票、飯卡，或是直接使用現(xiàn)金交易，學(xué)校也不例外。目 前，而且還出現(xiàn)了不少全新的儀器類型，使現(xiàn)代電子儀器發(fā)生了根本性的變化。世界各大電氣廠家，測控技術(shù)企業(yè)，機電行業(yè)，競相把單片機應(yīng)用于產(chǎn)品更新，作為實現(xiàn)數(shù)字化，智能化的核心部件 。 IC 卡已是當(dāng)今國際電子信息產(chǎn)業(yè)的熱點產(chǎn)品之一，除了在商業(yè)、醫(yī)療、保險、交通、能源、食堂、通訊、安全管理、身份識別等非金融領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，在金融領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛 ，影響十分深遠(yuǎn)。 IC 卡在銀行系統(tǒng)的應(yīng)用。儲值卡，即借記卡，不需要建檔案，不需要擔(dān)保， 不能夠透支，一般用于小額提取或消費。該類系統(tǒng)可以提高管理效率和可靠性。隨著我國醫(yī)療體制的改革，居民持保險公司發(fā)行的 IC 卡到醫(yī)院就醫(yī)， 就醫(yī)費用將由保險公司支付。這樣，能有效地減少上下車時間，加快車輛周轉(zhuǎn)速度，提高管理效益，杜絕貪污、假幣現(xiàn)象。 其它，還有交警管理系統(tǒng)、工商管理系統(tǒng)、 IC 卡電子門鎖、 IC 卡稅務(wù)管理系統(tǒng)、高速公路收費系統(tǒng)等多種 IC 卡應(yīng)用系統(tǒng)。諸如從接觸型 IC 卡向非接觸型 IC 卡轉(zhuǎn)移，從低存儲容量的 IC 卡向高存儲容量發(fā)展，從單功能 IC 卡向多功能 IC 卡轉(zhuǎn)化，從單系統(tǒng)的 IC 卡向多系統(tǒng) IC 卡轉(zhuǎn)化，由非銀行系統(tǒng)轉(zhuǎn)向銀行系統(tǒng)應(yīng)用，由民用轉(zhuǎn)向軍用，由局域網(wǎng)向因特網(wǎng)遷移等。單片機擁有極高的可靠性，微型性和智能性（編寫不同的程序后可以就完成不同的控制工作），單片機已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中并且為我們的生活帶來了很多便利。適合各類學(xué)校或者各種企事業(yè)單位使用?？傊ㄟ^本次食堂 IC 卡系統(tǒng)的軟件設(shè)計，使自己受益匪淺。顯示部分采用 LCD1602 液晶顯示器，能夠支持?jǐn)?shù)字 和 字符 輸出，簡單明了。 本次畢業(yè)設(shè)計意義主要表現(xiàn)在以下一些方面： (1) 食堂 IC 卡系統(tǒng)電路包含了 51 系列單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成，同時在此基礎(chǔ)上擴展了一些使用性強的外圍接口。在 IC卡插入售飯機后，系統(tǒng)能讀出 IC卡里面預(yù)先存儲的金額，并能 進行顯示。操作完成后，屏幕顯示充值后卡中的余額。通過這幾個模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的操作控制和顯示功能。 根據(jù) IC 卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)， IC 卡又可以分為存儲卡、邏輯加密卡和 CPU卡。如 Atmel公司 AT24C01 卡，具有 128B（ bits），典型擦寫壽命 10 萬次，數(shù)據(jù)保存時間 100 年。常見的如西門子的 SLE4442 卡，如果連續(xù)三次密碼輸入錯誤，卡就會報廢。 鍵盤選擇 單片機系統(tǒng)中常用的鍵盤有以下兩種類型。 中北大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 共 31 頁 此類按鍵的特點是按鍵電路配置靈活，按鍵的狀態(tài)識別簡單，程序編寫相對簡單，但是每一個按鍵需要占用一個 I/O 口，資源占用率較高，當(dāng)按鍵的數(shù)量不是很多或者系統(tǒng)有比較多電熱 I/O 口剩余時，可以采用此類設(shè)計。行列通過上拉電阻接到 +5V上，平時當(dāng)沒有按鍵按下時，列線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下時，行列線導(dǎo)通，因此列線的電平將由此相連接，各個按鍵按下與否影響該鍵所在行列線的電平。 綜合考慮實際使用的情 況和價格相比較，本設(shè)計采用矩陣式掃描鍵盤進行數(shù)據(jù)輸入。 在現(xiàn)階段常用的顯示器包括 LED 二極管顯示以及 LCD 液晶顯示兩種類型。因此選用自帶數(shù)據(jù)庫類型的LCD 液晶顯示器。通電后，未插卡時顯示 ―CHU RU IC KA‖，插卡后顯示 ―KA NEI YU E‖，按充值鍵后顯示 ―+‖，按扣費鍵后顯示 ―‖。 因此本系統(tǒng)硬件由以下幾個部分組成： （ 1） AT89S51 單片機電路 （ 2） LCD1602 液晶顯示電路 （ 3） 4*4 按鍵開關(guān) （ 4）蜂鳴器報警電路 （ 5） SLE4442 智能 IC 卡，及插卡電路 由于要給各個芯片提供電源，所以還包括 5V電源電路。此時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。 外部方式的時鐘電路 XTAL1接地， XTAL2接外部振蕩器。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為了擺脫困境，同時也需按復(fù)位鍵重新啟動。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號 (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機器周期的 S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。它具有 256EEPORM 主 存儲器，不可逆的 4 個寫保護器， 1B 的錯誤計數(shù)器具有 3B 密碼保護功能。 SLE4442卡為 256 字節(jié)加密卡，存在讀、寫數(shù)據(jù)、保護數(shù)據(jù)以及密碼操作。在操作期間的任何時候都可以復(fù)位，只有經(jīng)過了復(fù)位才能對 IC 卡進行其他操作。在第 33 個時鐘脈沖的下降沿， I/O 線被置成 H 狀態(tài)而關(guān)閉。隨后緊跟著一個附加脈沖并用一個 ―停止?fàn)顟B(tài) ‖來結(jié)束操作。其輸出的順序是從 每 個字節(jié)的最低位開始。如圖 所示。 液晶 顯示器技術(shù)參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù)和性能 : （ 1） 供電電源 VDD:～ 。 顯示原理 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A”。 2 光標(biāo)歸位，即將光標(biāo)撤回液晶顯示屏的左上方 。 3 保持 DDRAM 的內(nèi)容不變 (3) 輸入模式設(shè)置指令 功能：設(shè)定每次寫入 1 位數(shù)據(jù)后光標(biāo)的移位方向，并且設(shè)定每次寫入的一個字符是 否移動。 這個 方案接口電路簡單，刷新速度快 。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。 第二步，行線輪流輸出低電平，從列線 ～ ，若有某一列為低電平，則對應(yīng)行線上有鍵按下。 它與單片機的連接方式如圖所示， BUZ 接單片機 口。本次設(shè)計我們使用的是 C 語言進行編程設(shè)計。 主程序主要完成系統(tǒng)初始化、 IC 卡插入檢測、讀寫和鍵盤輸入與處理、異常情況報警處理等工作，以完成人換的功 能。 顯示器驅(qū)動程序主要完成地址分配，余額顯示，按鍵操作等。售飯員利用鍵盤按下扣費鍵，液晶顯示器 顯示 ―Ka Nei Yu E:‖及可用余額，然后輸入就餐者選定的食物的金額，按下確定鍵，售飯機自動用卡中的 金額減去應(yīng)付金額，操作完成后 液晶顯示 屏 顯示可用余額并有成功提示音。 返回主頁面可以按下復(fù)位鍵完成該項操作。 仿真圖如下圖 ： X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2n e t= d 7C13 0 P FC23 0 P FX1CR Y S T A L+5vC31 0 n FR31k復(fù)位電路+5vR13 .3 kD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1R44 .7 k0 等于 清屏7 8 94 5 6 扣除1 2 3 充值12345678234567891R P 1RE S P A C K 8+5v21345678SL E4 4 4 2+5vVC CR STC L KNCG N DNCIONCB U Z 1B UZ Z E RQ1P N PR24 .7 kR52k 圖 插卡 IC 卡仿真 圖 （ 3）充值階段 LCD1602 顯示“ +5” ,并顯示“ Yu E:72”，確認(rèn) 時 蜂鳴器響時 1S。經(jīng)過一段時間的調(diào)試，軟件中有部分陷于 while 循環(huán)中出不來，所以導(dǎo)致部分按鍵不能識別，利用 switch 語句可以很好的避免類似的情況。 （ 3） IC 卡讀寫部分 該設(shè)計其中最重要也最困難的部分是 IC 卡的讀寫，究其原 因主要是實現(xiàn) IC 卡的讀寫時要了解它的驅(qū)動，以及驅(qū)動程序各個部分的用法。 中北大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 31 頁 6 結(jié)束語 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計的食堂 IC 卡系統(tǒng)，從系統(tǒng)功能說明出發(fā)，對控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) ，系統(tǒng)器件進行了分析。最后展示了調(diào)試結(jié)果。只要在程序上進行適當(dāng)?shù)男薷模纯稍谥鳈C和從機之間進行切換。另外，非接觸式卡表面無裸露的芯片，會存在芯片脫落、靜電擊穿、彎曲損壞等問題，又加之接觸式 IC 卡操作相對比較麻煩。//單片機初始化 T0_int()。 //開中斷 P1=0xff。 beef_cont=1。} else {if(SW_FLAG==0) {SW_FLAG=1。 //在第一行顯示， display2()=“ IC Ka Xi Tong” ResetCard()。i3。 dsp_buf[1]=LCD_TAP2[balance[1]]。 //在第二行 Yu E:后顯示 dsp_buf 的內(nèi)容 } clock=0。} }} 中北大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 31 頁 致謝 論文的圓滿而順利地完成要首先感謝 余老師與張學(xué)長 的辛勤指導(dǎo)。軟件編寫初期幫助我分析程序，找尋錯誤，并且和我查閱了大量資料，完善我設(shè)計中的不足。 謝謝！