【正文】 也已經(jīng)很普遍，很多單位也已經(jīng)使用IC卡來進(jìn)行人員和財(cái)務(wù)管理。在美國，IC卡還成功應(yīng)用在校園，交通部門，身份驗(yàn)證，作戰(zhàn)指揮等領(lǐng)域。將IC卡和其他設(shè)備組成系統(tǒng)就能提供非常豐富的服務(wù)功能，把這些功能與生產(chǎn)或流通領(lǐng)域有機(jī)地結(jié)合起來，將出現(xiàn)令人意想不到的奇跡，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。通過讀寫器插槽與IC卡芯片通信，由51單片機(jī)控制數(shù)據(jù)傳輸過程，實(shí)現(xiàn)讀卡和寫卡操作。關(guān)鍵詞：IC卡、SLE4442芯片、讀寫系統(tǒng)AbstractIn this paper, the design of a contactless IC card reader. The reader is designed with 8051 as the core, together with the IC card interface circuit, serial munication circuitry, memory circuits, powerfail detection circuit, display circuit, such as the keyboard part. Through the reader slot with the IC card chip munications, from 51 singlechip microputer to control data transmission process, the realization of card reader and write operations.Papers from the international standards for IC cards start to introduce IC cards to achieve the control of data storage methods, and Siemens SLE4442 logic encryption card type based on a detailed analysis of the singlechip IC card data read and write control of the hardware/software to achieve. In the reader of the humanmachine interface (including the display and keyboard), design a suitable program for the equipment.Keywords: IC card, SLE4442 chip, Read and write system目 錄摘要 IABSTRACT II目 錄 III第一章 緒 論 1 IC卡的發(fā)展和使用應(yīng)用情況 1 國外和港臺(tái)地區(qū)IC卡應(yīng)用概況 1 IC卡在國內(nèi)的使用情況和發(fā)展前景 2 IC卡應(yīng)用技術(shù) 3 IC卡的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 3 IC卡的應(yīng)用范圍 4 IC卡讀寫器市場(chǎng)流行產(chǎn)品介紹和性能分析 4 課題中IC卡讀寫器的設(shè)計(jì)目標(biāo) 6 第二章 IC卡國際標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求 8 ISO78161，接觸式集成電路卡的物理特性 8 ISO78162，接觸式集成電路卡的觸點(diǎn)尺寸和位置 9 ISO78163中規(guī)定的各觸點(diǎn)電壓和電流值 10 第三章 單元電路方案選擇 14 IC卡芯片選擇 14 芯片特點(diǎn) 14 芯片的引腳配置 15 芯片功能 15 SLE4442芯片傳送協(xié)議 17 芯片的操作命令 19 存儲(chǔ)芯片的選擇 21 串口通信電路 22 鍵盤電路選擇 23 顯示電路 23 第四章 硬件電路設(shè)計(jì) 24 接觸式IC卡的接口電路和一般控制 25 串行通信電路 28 關(guān)鍵信息存儲(chǔ)電路 28 掉電檢測(cè)電路 29 工作狀態(tài)提示電路 30 鍵盤電路 30 顯示電路 31 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 34 主程序 34 插卡子程序 35 鍵盤掃描子程序 36 顯示子程序 39 比較校驗(yàn)數(shù)據(jù)程序 39 總結(jié) 41 致謝 42 參考文獻(xiàn) 43 部分程序清單 44 整機(jī)原理圖 51 第一章 緒 論本章介紹了IC卡的發(fā)展歷史和應(yīng)用情況，說明了現(xiàn)代IC卡技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，最后分析了目前常見的IC卡讀寫器終端，并提出了本課題中IC卡讀寫器的設(shè)計(jì)目標(biāo)。法國作為IC卡的誕生地，也是IC卡應(yīng)用的先驅(qū)。在港臺(tái)方面，臺(tái)灣發(fā)展IC卡不僅在于臺(tái)灣本身的應(yīng)用，還在于要發(fā)展成為世界上最重要的IC卡生產(chǎn)基地。未來的發(fā)展趨勢(shì)必將是IC卡逐步取代磁卡。IC卡在應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于良好的機(jī)器讀寫能力、共同認(rèn)可的安全防范技術(shù)和相對(duì)較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力：1. 良好的機(jī)器讀寫性能便于人—機(jī)—卡之間的會(huì)話IC卡是一種電路卡，它在機(jī)器讀寫性能上遠(yuǎn)優(yōu)于磁卡和光卡，無需往復(fù)的機(jī)械動(dòng)作即可完成人—機(jī)—卡之間的多次會(huì)話過程，使卡在應(yīng)用時(shí)更容易進(jìn)行操作與相互驗(yàn)證，給卡的應(yīng)用開發(fā)者和使用者都帶來了極大的便利。 IC卡的應(yīng)用范圍IC卡三大特點(diǎn)的結(jié)合，構(gòu)成了IC卡應(yīng)用的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，它一方面降低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴程度，提高了相應(yīng)速度。l IC卡在門禁系統(tǒng)、設(shè)備使用等情形中，以鑰匙卡的形式出現(xiàn)，使“鎖”有了新的一個(gè)層次定義。北京握奇公司還專門設(shè)計(jì)了IC卡讀寫器專用芯片WATCHCORE用于制造讀寫器，他們生產(chǎn)的CRWV系列外置式讀寫器更加小巧。除了提供基本的IC卡讀寫功能和數(shù)據(jù)傳輸功能外，一般還根據(jù)需要提供適當(dāng)?shù)逆I盤、顯示人機(jī)接口，它同設(shè)計(jì)廠家提供的管理系統(tǒng)一起提供給用戶，用戶也可以根據(jù)需要向生產(chǎn)廠家定制。l 生物識(shí)別技術(shù)把多媒體技術(shù)和IC卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)聯(lián)系在一起，使用指紋或聲音識(shí)別用戶，進(jìn)一步方便了使用者，保證了系統(tǒng)安全。在信息技術(shù)領(lǐng)域，ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)和IEC(國際電子技術(shù)委員會(huì))共同建立了一個(gè)技術(shù)委員會(huì)ISO/IEC JTC1以制定相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)。此外，還提出了以下附加特性:防護(hù)紫外線的能力。引腳配置如圖21，觸點(diǎn)的位置如下圖22所示(以卡的接觸面的左邊和上邊為基準(zhǔn)線)。另外根據(jù)給卡的電壓不同而將卡的操作條件分成A，B兩類，A類卡VCC上的電壓為5V。下表23為正常操作狀態(tài)I/O的電特性:表23正常操作條件下的I/O電特性符號(hào)條件最小值最大值單位VIHIIHVIHVILVCC﹣300VCC＋20VuAVILIILVIL0﹣1000VCC＋20VuAVOHIOH外加上拉電阻到VCCVOHVCCVCC＋20VuAVOLTR,TFIOL=1MaCIN=30pF。4)CLK觸點(diǎn):正常操作狀態(tài)下的CLK觸點(diǎn)電特性如下表25所示:表25 正常操作條件下CLK的電特性符號(hào)條件最小值最大值單位VIHIIHVIHVCC﹣20VCC＋100VuAVILIILVIL0﹣100＋20VuATR,TFCIN=30pF時(shí)鐘周期的9%CLK上的電壓保持在﹣~ VCC＋5) RST觸點(diǎn):正常操作條件下RST的電特性如下表26所示:表26正常操作條件下RST的電特性符號(hào)條件最小值最大值單位VIHIIHVIHVCC﹣20VCC＋150VuAVILIILVIL0﹣200VCC＋20VuATR,TFCIN=30pF1usRST電壓保持在﹣~ VCC＋第三章 單元電路方案選擇本章主要介紹IC卡芯片的選擇，及其IC卡的特點(diǎn)和協(xié)議，另外還有存儲(chǔ)電路、串口通信電路、鍵盤電路與顯示電路的選擇。是目前國內(nèi)應(yīng)用較多的一種IC卡芯片。如果在被尋址的字節(jié)中8位沒有一個(gè)字位需要從0變?yōu)?，則可以不進(jìn)行擦除處理。其地址從32(20H)到255(FFH).這部分的數(shù)據(jù)讀出不受限制，但擦除和寫入受控于加密存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)校驗(yàn)比較結(jié)果的影響。2）保護(hù)存儲(chǔ)器是一個(gè)321位的一次性可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）。保護(hù)存儲(chǔ)器本身的讀出操作不受限制。這一字節(jié)是可讀的。這3個(gè)字節(jié)的內(nèi)容作為一個(gè)整體披稱為可編程加密代碼(PSC)。當(dāng)RST線從H狀態(tài)置到L狀態(tài)時(shí)，第一個(gè)數(shù)據(jù)位的內(nèi)容被送到I/O線上。隨后緊跟著一個(gè)附加脈沖并用一個(gè)“停止?fàn)顟B(tài)”來結(jié)束操作。隨后每增加一個(gè)時(shí)鐘脈沖，芯片內(nèi)部的一位數(shù)據(jù)被送到I/O線上。在整個(gè)處理過程中I/O線被鎖定成低狀態(tài)。從給定的字節(jié)地址(N)開始，直到整個(gè)存儲(chǔ)器的末尾。在輸出數(shù)據(jù)模式下，所需時(shí)鐘脈沖的數(shù)量為32。l 寫保護(hù)存儲(chǔ)器:這一命令的執(zhí)行過程包括一個(gè)把被輸入的數(shù)據(jù)與在EEPROM中對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的過程。PROM的28系列的芯片具有編程簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)，但是在此讀寫系統(tǒng)中其容量比實(shí)際要求的要大，若選用此系列的芯片不但能浪費(fèi)絕大部分的存儲(chǔ)單元，而且占用外部的存儲(chǔ)空間，增加了譯碼線路，并且增加了線路板的面積。用于傳送地址和發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，為雙向傳輸。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA232F電平。器件型號(hào)為SMG12232B2，顯示內(nèi)容為12232點(diǎn)陣。l 提供相應(yīng)的外部控制信息及其它設(shè)備的信息交換。下圖42所示是IC卡接口電路。為了確保IC卡已準(zhǔn)確地插到位置，插入的識(shí)別過程必須加入消顫處理。ISO78163標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作順序如下:IC卡的激活(上電過程):—— RST處于L狀態(tài)—— VCC供電—— 接口設(shè)備處于接收方式—— Vpp上升為空閑狀態(tài)—— CLK由相應(yīng)穩(wěn)定的時(shí)鐘提供IC卡的去激活過程(下電過程):——RST為狀態(tài)L——CLK為狀態(tài)L——Vpp不起作用——I/O為狀態(tài)A——VCC關(guān)閉由于IC卡技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的IC卡事實(shí)上都己使用卡內(nèi)自帶升壓電路，因此Vpp控制已逐漸失去具體含義。使I/O端口為高電平，準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)RETPOWER_OFF: 。大多數(shù)符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的同步型IC卡的地址計(jì)數(shù)器是與時(shí)鐘緊密相關(guān)的，當(dāng)卡復(fù)位時(shí)，地址計(jì)數(shù)器置0。圖43 串行通信電路 關(guān)鍵信息存儲(chǔ)電路此電路有串行EEPROM和上拉電阻組成，電路如圖44所示。VDR12為施密特電路，是為了避免電壓在閾值作用波動(dòng)時(shí)引起反復(fù)的寫操作（對(duì)EEPROM）。通過移位寄存器74LS164輸出端QA～QH接至鍵盤作為鍵盤列線。LED顯示方式分靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。由于人眼的視覺暫留，只要每位顯示間隔足夠短，如此循壞就可以使各位顯示出將要顯示的字符，達(dá)到顯示目的。 主程序主程序主要完成初始化并檢測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)，如果是剛上電狀態(tài)，則恢復(fù)掉電瞬間保存的數(shù)據(jù)。 //外部中斷0開中斷EA=1。圖52 插卡子程序流程圖當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)到插入的卡是合法的用戶卡，單片機(jī)進(jìn)入讀寫子程序。鍵盤掃描子程序流程圖如圖53所示。本系統(tǒng)采用軟件延時(shí)的方法來解決?！?”電平，然后輸出一次“0”電平，同時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)為00H，“1”電平，則繼續(xù)連續(xù)輸出“1”電平進(jìn)行移位，并同時(shí)計(jì)數(shù)，“0”電平，表明此時(shí)的鍵即為按下的鍵，對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值即為鍵值，然后調(diào)用對(duì)應(yīng)的鍵處理子程序。圖55 比較校驗(yàn)數(shù)據(jù)的流程圖首先用一個(gè)修改命令將密碼錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器中的一位寫0，然后緊跟著三條比較校驗(yàn)數(shù)據(jù)命令。總結(jié)在了解研究8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其相關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)例后，本次設(shè)計(jì)充分利用其相關(guān)的功能，開發(fā)設(shè)計(jì)了IC卡讀寫器。致謝本來對(duì)51單片機(jī)了解甚少，但是通過本次設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)51單片機(jī)知識(shí)的了解，使我學(xué)到了許多原來所未涉及的東西，并且學(xué)會(huì)了一些軟件的使用。感謝審閱此論文的各位老師，感謝你們的寶貴意見。_nop_()。CLK=O。IO=1。 delay()。 CLK=1。 delay()。}while(i)。CLK=O。CLK=O。}入口:pt=起始地址，i=數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)Void Read_Mod(uchar data*pt,uchar i){ CLK=O。}void Utmm(ucharCardAdd,uchar data*pt){SendComm(UMM_COMM,CardAdd,*pt)。tpt=amp。0x07)==0x06)i=0x04。 //發(fā)出校對(duì)命令Proce_Mod()。0x07)==OxO7) //如果沒有被成功擦寫，表明校對(duì)失敗return(1)。 SCL=1。SCL=1。SCL=1。0x80)。TestAck()。Unsigned char Read8Bit(){unsigned char temp,rbyte=