【正文】 在 非接觸式 IC卡控制系統(tǒng)的設計中，由于售卡交易和刷卡消費過程中數據存儲量大，單片機內部具有的存儲空間無法滿足系統(tǒng)要求，因此要對 讀 寫器 的存儲模塊進行擴展。這種方法由于剩余的高位地址不參加譯碼 ,可為任意狀態(tài) ,所以將有很多地址空間重疊。 （ 1） 存儲器讀 寫控制 RAM 芯片既能讀出又能寫入 ,所以通常都有讀寫控制線 WE。 執(zhí)行指令的過程： (1) 指令寄存器中的內容經指令譯碼器譯碼后，說明這條指令是取數命令，即把一個立即數送 A 中； (2)PC 的內容為 0001H，送地址寄 存器，譯碼后選中 0001H 單元，同時 PC 的內容自動加 1 變?yōu)?0002H； (3)CPU 同樣通過控制總線發(fā)出讀命令； (4)0001H 單元的內容 E0H 讀出經內部數據總線送至 A。 3 波特率 常用波特率通常按規(guī)范取 1200、 2400、 4800、 9600、?，若采用晶振 12MHz和6MHz，則計算得出的 T1定時初值將不是一個整數，產生波特率誤差而影響串行通信的同步性能。 （ 2） 控制寄存器 PCON 蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 22 SMOD=1，串行口波特率加倍。 串行通信 1 串行控制寄存器 SCON （ 1） 串行控制寄存器 SCON SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名稱 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 功能 工 作方 式選擇 多機通信控制 接受允許 發(fā)送第 9位 接受第 9位 發(fā)送中斷 接受中斷 ① SM0 SM1 —— 串行口工作方式選擇位。 TMOD字節(jié)地址 89H,不能位操作 ,設置 TMOD須用字節(jié)操作指令。TR0=0,T0停。 高 4位與定時 /計數器 T0、 T1有關。 ④ ET0 —— 定時 /計數器 T0中斷允許控制位 ET0=1， T0開中； ET0=0， T0關中。 ③ 中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP。 8051單片機的中斷源蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 17 共有 5個，其中 2個為外部中斷源， 3個為內部中斷源： ⑴ INT0:外部中斷 0，中斷請求信號由 。但 08H～1FH 單元分別屬于工作寄存器 1～ 3 區(qū)，如程序要用到這些區(qū)，最好把 SP 值改為1FH 或更大的值。數據指針為 16 位寄存器。在除法運算中， OV=1 表示除數為 0，除法不能進行，否則， OV=0，除數不為 0，除法可正常進行。 RS1 和 RS0（ ， ） —— 寄存器組選擇位。 CY 是 PSW 中最常用的標志位。乘法操作后，乘積的高 8 位存于 B 中，除法運算時， B 存除數。 PC 沒有地址，是不可尋址的，因此用戶無法對它進行讀寫，但可以通過轉移、調用、返回等指令改變其內容，以實現程序的轉移。如果程序不從 0000H 單元開始，應在這三個單元中存放一條無條件轉移指 令，以便直接轉去執(zhí)行指定的程序。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故稱之為專用寄存器（ Special Function Register），也可稱為特殊功能寄存器。此外，使用通用寄存器還能提高程序編制的靈活性，因此，在單片機的應用編程中應充分利用這些寄存器，以簡化程序設計，提高程序運行 速度。 低 128 單元是單片機的真正 RAM 存儲器，按其用途劃分為寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和用戶 RAM 區(qū)三個區(qū)域。注意： 蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 13 (1) 復位后 PC 值為 0000H，表明復位后程序從 0000H 開始執(zhí)行，這一點在實訓中已介紹。 8051 的時序定時單位共有 4 個，從小到大依次是：節(jié)拍、狀態(tài)、機器周期和指令周期。 時鐘電路產生 的振蕩脈沖經過觸發(fā)器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。 8051共有 4 個 8 位的并行I/O 口，分別記作 P0、 P P P3。 2) P3 口線的第二功能。 ◇ PSEN:片外程序存儲器讀選通信號輸出端。當使用芯片內部時鐘時，此二引線端蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 10 用于外接石英晶體和微調電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。全部中斷分為高級和低級共兩個優(yōu)先級別。因此通常所說的內部數據存儲器就是指前 128 單元，簡稱內部 RAM。在本系統(tǒng)采用符合 IS014443 標準的 Mifare 1 型非接觸式邏 輯加密卡。所有通訊數據均加密，以防止信號截取。 從工作距離來分，非接觸式 IC 卡有 3 種 : 近距離禍合 ( 2 mm) , 鄰近藕合( IO cm) , 遠距離禍合 ( 15cm)。 1 接觸式 IC卡 接觸式 IC 卡卡內操作系統(tǒng)采用符合 PBOC 標準的 Timecoso CPU 卡芯片內集成有 CPU ,ROM,RAM,EEPROM，安全邏輯等。 (5)完成系統(tǒng)管理中心的設計。 論文的組織結構 本文的目的就是尋求一套更加完善的 公交汽車 IC 卡 控制系統(tǒng)方 案。 5 模塊化的軟硬件設計具有開放性 、可擴展性 、 以便進行二次開發(fā) 。另一方面要加強 IC 卡安全管理 , 密鑰管理尤其重要 。 現在全國發(fā)行的 IC 卡中 ,90%以上是采用存儲器 IC 卡 。 非接觸 IC 卡和接觸 IC 卡相比具有可靠性高 、 操作方便 、 防沖突 、 可適合于多種應用 、 加密性能好等優(yōu)點 。 (2) 方便市民，減少社會現金流通量。 1 經濟效益 (1) 加快乘客上車速度，減少車輛停站時間 ,加速車輛周轉等于減少車輛。非接觸IC 卡的推廣應用 為公交支付提供了安全可靠，方便高效的支付方式和完整的業(yè)務處理系統(tǒng)，為提高公交行業(yè)的服務質量，樹立公交行業(yè)優(yōu)質高效服務的新形象，奠定了堅實的技術基礎。 System Security。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 I 摘 要 隨 著改革開放的深入和市場經濟體制的不斷完善，傳統(tǒng)的人工收費方式 己越來越不適應現代化管理的需要。 Center Administration 蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 III 目錄 第一章 緒論 .............................................................. 1 設計概述 .......................................................... 1 設計背景 .................................................... 1 設計的意義 ................................................. 2 IC 卡技術的應運和發(fā)展 ............................................ 2 系統(tǒng)設計目標及原則 .............................................. 3 系統(tǒng)的設計目標 ............................................. 3 系統(tǒng)的設計原則 ............................................. 4 論文的組織結構 ................................................... 4 第二章 總體設計 .......................................................... 5 系統(tǒng)總體結構 ..................................................... 5 方案論證確定 ..................................................... 5 IC 卡類型選擇 .............................................. 5 單片機選 擇 ................................................. 7 第三章 系統(tǒng)硬件設計 ..................................................... 8 單片機概述 ....................................................... 8 8051 單片機結構和原理 ...................................... 8 存儲器 ..................................................... 13 專用寄存器（ SFR）簡介 ..................................... 14 中斷 ....................................................... 16 定時 /計數器 ............................................... 19 串行通信 .................................................. 21 單片機的工作過程 .......................................... 22 外部存儲器擴展模塊 ............................................. 23 監(jiān)控電路 ........................................................ 26 概述 ....................................................... 26 DS1232 的結構及特點 ....................................... 26 DS1232 接口電路 ........................................... 28 鍵盤輸入模塊 .................................................... 29 可編程并行 I/O 芯片 8255 ................................... 29 鍵盤 接口電路 .............................................. 31 顯示模塊 ........................................................ 32 MC14499 ................................................... 32 顯示接口電路 .............................................. 33 蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 IV 蜂鳴器驅動電路設計 ............................................. 34 通信模塊 ........................................................ 34 MAX232 .................................................... 34 通信接口電路 .............................................. 35 讀寫器接口模塊 .................................................. 36 讀寫器芯片 MF RC500 ...................................... 36 Mifare 1 型非接觸式 IC 卡 .................................. 37 天線的設計 ................................................ 39 MF RC500 與 8051 的接口電路 ............................. 40 電源電路 ........................................................ 40 第四章 系統(tǒng)軟件設計 .................................................... 42 第五章 系統(tǒng)安全設計 .................................................... 46 IC 卡的安全認證 ................................................. 46 交易數據安全的要求 ............................................. 4