【正文】 SPACK8+ 5 v2 1345678SLE4442+ 5 vVCCRSTCLKNCGNDNCIONCBUZ1BUZZERQ1PNPR24.7kR52k 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 28 頁 共 31 頁 附錄 B：實物圖 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 29 頁 共 31 頁 附錄 C：主要程序 //******************主程序 *************** void main(void) { uchar i。 beef_cont=2。 write_(0x01)。 display3()。 key_scan()。 感謝學校一直以來對我的栽培，如果沒有母校的辛勤培養(yǎng)，就沒有 我的成長進步！在本次畢業(yè)設計中，是學校給我提供了學習平臺，在實驗室中讓我能和搭檔一起利用軟件對電路進行測試仿真，找出設計中的錯誤。 感謝在本次畢業(yè)設計過程中，不少幫助我的同學。.39。//讀主存儲器 BreakOperate()。//清屏 } display1()。 time1_int()。隨著科技的進步，原有的售飯系統(tǒng)在性能穩(wěn)定性，可靠性，保密性，以及使用壽命等方面，都達不到客戶的要求，因而產(chǎn)生了 IC 卡，接觸式 IC 卡是 IC 卡一個時段的發(fā)展產(chǎn)物，射頻卡實時售飯系統(tǒng)正 是在這一現(xiàn)狀下產(chǎn)品升級的產(chǎn)物。其次在軟件設計部分給出了系統(tǒng)的流程控制圖，對各部分程序進行了分析說明。在利用 LCD1602 顯示時，由于之前只用過數(shù)碼管作為顯示，而液晶顯示屏要用到指令，所以開始學習時遇到了一些困難，不能很好的顯示預期的字符和數(shù)字。 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 20 頁 共 31 頁 開 始按 下 充 值 鍵顯 示 器 提 示充 值 成 功 ,蜂 鳴提 示輸 入 正 確按 下 清 除 鍵 ， 修改 錯 誤 數(shù) 字按 下 充 值 金 額 數(shù) 字 鍵結 束NY按 下 確 定 鍵NY 圖 充值過程流程圖 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 21 頁 共 31 頁 5 軟硬件調試 在 PROTEUS 上仿真結果 （ 1）未插卡階段 LCD1602 顯示“ Qin Chu Ru IC Ka” ,蜂鳴器響時 1S提示。 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 18 頁 共 31 頁 流程框圖 讀 卡按 鍵 處 理系 統(tǒng) 初 始 化非 法 卡 報 警Y卡 插 進 否寫 卡延 時NYN開 始 子程 序流程圖 .1 扣費子程序流程圖 就餐階段，即實現(xiàn)扣費功能，屬于正常使用階段。從結構上看，系統(tǒng)控制軟件主要包括一個主程序，顯示器驅動程序和智能 IC 卡驅動程序。但是鍵閉合一次只能進行一次鍵功能操作，因此須等到按鍵釋放后，再進行鍵 功能操作，否則按一次鍵，有可能會連續(xù)多次進行同樣的鍵操作。在行線和列線的每個交叉點上設置一個按鍵。 (2) 光標歸位指令 功能： 1 把光標撤回到顯示器的左上方 。 （ 3） 顯示特點：全屏幕點陣。在輸出數(shù)據(jù)期間，任何 ―啟動狀態(tài) ‖和 ―停止狀態(tài) ‖均被屏蔽掉。每條命令都以一個 ―啟動狀態(tài) ‖開始。 表 SLE4442 IC 卡管腳功能 引腳號 標記符號 功能 CI VCC +5V電壓輸入 C2 RST 復位 C3 CLK 串行時鐘輸入 C4 NC 空 C5 GND 地 C6 NC 空 C7 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出 C8 NC 空 C1 C2 C5 C6 C7 C3 C8 C4 VCC RST CLK NC GND NC I/O NC 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 31 頁 IC 卡接口電路 在此電路中，由于 AT89S51 是主控芯片，因此 AT89S51 需要完成對 IC 芯片的復位、讀寫等操作。 單片機最小系統(tǒng)電路電路圖如圖 所示。 （ 2）復位及復位電路 復位操作：復位是單片機的初始化操作。對 51 系列單片機而言，最小系統(tǒng)包括：單片機、晶振電路、復位電路。 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 8 頁 共 31 頁 3 硬件電路設計 本系統(tǒng)采用單片機作 AT89S51 為本設計的核心元件。 顯示器選擇 顯示器是最常用的輸出顯示設備，其種類很多，但在單片機系統(tǒng)設計中最常用的是發(fā)光二極管顯示器（ LED）和液晶顯示器（ LCD）兩種。按鍵位于行列線的交叉點上，一個 4*4 的矩陣式結構就可以構成一個含有 16 個按鍵的鍵盤。 綜合上述考慮，本系統(tǒng)選用西門子 SLE4442 邏輯加密型 IC 卡進行數(shù)據(jù)的存儲和身份的識別。存儲卡的容量從幾十字節(jié)到幾千字節(jié)不等。 系統(tǒng)總體方案設計 根據(jù)所述 IC 卡售飯機的功能特點，售飯機系統(tǒng)需要完成數(shù)據(jù)的輸入、顯示和處理三種功能，整個系統(tǒng)的結構框圖如圖 所示。 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 5 頁 共 31 頁 2 系統(tǒng)總體方案及硬件 選擇 系統(tǒng)功能說明 食堂 IC卡售飯機系統(tǒng)作為食堂收費終端，根據(jù)實際使用環(huán)境，應具有如下功能特點，以適用不同階段數(shù)據(jù)處理。加深了我對單片機的理解和應用以及掌握單片機與外圍接口的一些方法和技巧，還更進一步掌握了 C 語言編程的一些技巧。該系統(tǒng)具有充值、扣費、報警等功能。不斷擴大 IC 卡的應用領域已成為社會發(fā)展的必然需求。 公交管理系統(tǒng)。 IC 卡收費系統(tǒng)。 1995 年底，國家金卡辦為統(tǒng)籌規(guī)劃全國 IC 卡的應用，組織擬定了（金卡工程非銀行卡應用總體規(guī)劃）。 這些電子儀器很多都是由芯片控制的，由于單片機有很多優(yōu)點，比如集成度高，功能強，通用性好，尤其是它具有體積小，重量輕，能耗低，價格便宜，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特的優(yōu)點，使單片機迅速得到了推廣應用。最終實現(xiàn)了預期的充值、扣費、復位、報警等功能。 本次設計采用單片機，外加液晶顯示電路、按鍵控制電路、 IC 卡接口電路、蜂鳴器報警電路，可以實現(xiàn)充值、扣費、報警等多項功能。 隨著社會的不斷進步，科學技術的進步，超大規(guī)模集成電路、大容量存儲芯片以及信息安全技術的發(fā)展， IC 技術也在不斷進步，應用領域不斷地擴大，以 IC 卡為媒介的單片機售飯系統(tǒng)就是一個例子。顯示部分采用LCD1602 液晶顯示器，能夠支持 字符 和數(shù)字輸出，簡單明了。在這個瞬息萬變的信息社會里，隨著大規(guī)模集成電路、計算機技術的迅速發(fā)展，以及人工智能在測試技術方面的廣泛應用，逐步形成了一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代的儀器 ——智能儀器。因此，全球 IC 卡產(chǎn)業(yè)在技術、市場及應用的競爭中迅速發(fā)展起來。它要求持卡人有較高的信譽度，透支的錢應及時存入。 IC 卡醫(yī)療保險系統(tǒng)。消費者提前充入一定金額的錢，在就餐時就可以不用帶上現(xiàn)金，只需要把卡插入刷卡機就可以顯示余額，然后餐廳工作人員扣除此次消 費金額，這樣可以減少時間，提高效率。 設計意義 在經(jīng)濟高度發(fā)達的今天，單片機的應用是具有高度現(xiàn)實意義的。這樣，不僅加強了自己的動 手動腦能力，而且還查閱了不少有關方面的資料，也為以后的工作積累更多的資本。設計結果表明，此系統(tǒng)設計容易，結構簡單，造價低廉，維修方便，前些年廣泛應用于各種單位的食堂中。 （ 2）充值階段 充值階段，插卡后 IC卡售飯機讀出卡里的余額，就餐者在充值交納一定的金額后，通過鍵盤輸入次此充值金額，售飯機自動將此次充值金額加入卡中。 (2) 射頻卡 射頻卡沒有金屬觸點而是在卡內置有天線射頻卡處在讀卡器一定距離內時，讀寫卡器 通過發(fā)射射頻信號對卡進行讀寫操作。而且輸入的錯誤密碼達到規(guī)定次數(shù)后， IC 卡自動鎖死報廢，因而這種卡的安全性能很高。這樣通過檢測 I/O 口的電平狀態(tài)即可判斷哪一個按鍵被按下了。 食堂 IC 卡售飯系統(tǒng)選用 AT89S51 的 I/O 端口較多，在實際使用中鍵盤最好集成在IC 卡售飯機以內以防止由于鍵盤的滑輪造成售飯員的誤操作。 二者在各個方面的比較都有其優(yōu)勢，但對于此次設計，需顯示相關字符及金額操作的情況，顯示內容較靈活，對數(shù)字和字符顯示要求比較高。 SLE4442 具有 7 種指令，包括讀、寫主存儲器，讀、寫主保護器，讀、寫安全存儲器和密碼校驗指令。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz之間選擇，電容值在 5～ 30pF之間選擇，電容值的大小能夠對 頻率起微調的作用。整個復位電路主要包括芯片內、外兩部分。在密碼成功之前，除密碼外，數(shù)據(jù)都可以讀出，只有密碼校驗成功之后才可以執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入動作。若連續(xù)輸入 32 個時鐘脈沖，主存儲器中的前 4 個 字節(jié)地址單元中的內容被讀出。隨后每增加一個時鐘脈沖，芯片內部的一位數(shù)據(jù)被送到 I/O 線上。 1602LCD 是指顯示的內容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。以下為 CGROM 中字符碼與字符字模關系對照表 ，如下表 ： 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 13 頁 共 31 頁 表 字符碼關系對照表 LCD1602 操作指令 對 DDRAM 的內容和地址操作， HD44780 的指令集及其設置說明，共有 11 條指令： 基本操作時序： 讀狀態(tài) 輸入： RS=L， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=狀態(tài)字 寫指令 輸入： RS=L， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=指令碼 輸出：無 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 以下為幾條常用的指令： 中北大學 2020 屆 畢業(yè)設計說明書 第 14 頁 共 31 頁 (1) 清屏指令 功能： 1 清除液晶顯示器，將 DDRAM 的內容全部填入“空白”的字符碼 20H。參數(shù)設定的情況如下 ： S/C R/L 設定情況 0 0 光標左移 1 格，且 AC 值減 1 0 1 光標右移 1 格，且 AC 值加 1 1 0 顯示器上字符全部左移一格，但光標不動 1 1 顯示器上字符全 部右移一格，但光標不動 液晶顯示電路 液晶顯示電路 原理圖如圖 : D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1 6 0 2+5vP3.4P3.5P3.6P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 圖 LCD1602 液晶顯示電路 AT89S51 單片機與 YJD1602A2(LCD1602)接口電路如圖 所示 。 判斷有無按鍵按下的方法是： 第一步，置列線 ～ ，從行線 ～ ，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。單片機編程常用的語言是 C 語言和匯編語言，最終都要轉為 Intel HEX格式或二進制格式 (Binary)文件拷入單片機芯片內。在確認按鍵被按下后，通過查找按鍵，區(qū)分功能鍵與數(shù)字鍵，從而根據(jù)不同的情況進行相應的處理。操作完成后，屏幕顯示充值后卡中的余額。 仿真圖如下圖 ： X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A