【正文】 參數值為：L＝1uH，C1＝27pF，C2a=270pF，C2b=270pF。(5) 控制與算術單元對卡片系統(tǒng)進行配置、控制和對卡內數據進行加減運算。射頻卡中有存儲器，內存容量為幾十字節(jié)到幾K字節(jié)，可以用來存儲用戶數據和系統(tǒng)數據等。 ◇ 帶低功耗的硬件復位功能；MF10V電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的+5V電源即可。MC14499的多路輸出器輸出的BCD碼經段譯碼器譯碼后，轉換成七段碼（abcdefg）和小數點h送到段驅動器LED上輸出顯示。因為8255的片選信號CS與74LS138的Y4端連接（=1,=0,=0），所以可選8003H為控制字地址，8000H為A口地址，8001H為B口地址，8002H為C口地址。A0、A1：地址輸入線。 DS1232接口電路在本系統(tǒng)中的DS1232與8051單片機接口電路如圖39所示。在公交汽車IC卡控制系統(tǒng)的讀寫器設計中它是個看門狗定時器。用譯碼選通法擴展8051 的外部數據存儲器電路如圖36 所示。在擴展多片程序存儲器時,把各自的64K字節(jié)空間分配給各個芯片,為避免地址和數據的沖突,需要合理地分配地址空間。方式2的波特率只有固定的兩種，而方式3的波特率則與方式1相同，即通過設置T1的初值來設定波特率。機周時間與主振頻率有關:機周時間=12/fosc；fosc=12MHZ時，1機周=1mS； fosc=6MHZ 時，1機周=2mS。TR0=1,T0運行。 ③ EX1 —— 外中斷INT1中斷允許控制位 EX1=1，INT1開中；EX1=0，INT1關中。 1 中斷源中斷源是指能發(fā)出中斷請求，引起中斷的裝置或事件。(5) 數據指針（DPTR）。這是一個供用戶定義的標志位，需要利用軟件方法置位或復位，用以控制程序的轉向。乘法運算時，B存乘數。系統(tǒng)復位后，(PC)=0000H，單片機從0000H單元開始取指令執(zhí)行程序。通用寄存器為CPU提供了就近存儲數據的便利，有利于提高單片機的運算速度。復位后，內部各專用寄存器狀態(tài)如下:PC： 0000H TMOD： 00HACC： 00H TCON： 00HB： 00H TH0： 00HPSW： 00H TL0： 00HSP： 07H TH1： 00HDPTR： 0000H TL1： 00HP0~P3：FFH SCON： 00HIP： ***00000B SBUF： 不定IE： 0**00000B PCON： 0***0000其中，*表示無關位。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調電容，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機的時鐘電路，如圖33所示。 ～ ：P3口8位雙向口線。（2）時鐘電路引腳◇ XTAL1和XTAL2：外接晶體引線端。2) 內部數據存儲器（內部RAM）8051芯片中共有256個RAM單元，但其中后128單元被專用寄存器占用，能作為寄存器供用戶使用的只是前128單元，用于存放可讀寫的數據。 (3) 安全性好 卡與讀寫器間采用三次相互確認的雙向驗證機制，在讀寫器驗證卡的合法性的同時卡也對讀寫器合法性進行檢驗。所以在城市公交IC卡收費系統(tǒng)中使用非接觸IC卡和接觸式IC卡兩種IC卡卡片。5可擴展原則:能夠使系統(tǒng)在規(guī)模和性能兩方面有擴展余地。一方面要求IC卡本身具有高安全性,具有DES加密算法和有512位或1024為公開密鑰計算能力和加密卡可滿足不同安全等級的要求。而非接觸式IC卡是世界上最近幾年發(fā)展起來的一項新技術,是電子器件應用發(fā)展過程中的一大突破。 設計的意義主要從經濟效益和社會效益兩個方面來講設計的意義。RC500 36 Mifare 1型非接觸式IC卡 37 天線的設計 39公共交通實行一卡通也是大勢所趨。改善了市政秩序，為市民做實事。下一代最具有前途的IC卡是接觸式IC和接觸式IC卡的復合卡,對于需要特別靈活的多用途應用來說,它既能提供接觸式應用,又有非接觸式應用功能,為產品提供十分靈活的選擇。系統(tǒng)設計方案是遵循原則設計:1原則:采用的技術路線和采用的產品是成熟,可靠,易于操作的,設計結果能滿足客戶的需求并行之有效。圖2為公交IC卡讀寫器的硬件結構框圖，主要由單片機、外部存儲模塊、監(jiān)控電路、鍵盤電路、顯示電路、IC 卡的讀寫器、天線和以及與PC機通信的RS232串行通信接口電路組成?？ê妥x寫器均為全封閉防水、防塵結構，既避免了靜電、塵污對卡的影響，操作快捷便利。第三章 系統(tǒng)硬件設計 單片機概述 8051單片機結構和原理1 8051單片機的內部組成8051內部有4 KB ROM，基本組成如圖31所示。從上述內容可以看出，MCS51雖然是一個單片機芯片，但作為計算機應該具有的基本部件它都包括，因此，實際上它已是一個簡單的微型計算機系統(tǒng)了。(4)I/O引腳 ～ ： P0口8位雙向口線。在無片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，這4個口的每一位均可作為雙向的I/O端口使用。若時鐘頻率為12 MHz，每機器周期為1?μs，則只需2μs以上時間的高電平，在RST引腳出現高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。4組通用寄存器占據內部RAM的00H～1FH單元地址。如端保持高電平，8051的程序計數器PC在0000H～0FFFH地址范圍內(即前4 KB地址)是執(zhí)行片內ROM中的程序，當PC在1000H～FFFFH地址范圍時，自動執(zhí)行片外程序存儲器中的程序；當保持低電平時，只能尋址外部程序存儲器，片外存儲器可以從0000H開始編址。MCS51單片機中大部分單操作數指令的操作數就取自累加器，許多雙操作數指令中的一個操作數也取自累加器。在進行加減運算中，當低4位向高4位進位或借位時，AC由硬件置“1”，否則AC位被清“0”。凡是改變累加器A中內容的指令均會影響P標志位。對專用寄存器的字節(jié)尋址問題作如下幾點說明： (1)21個可字節(jié)尋址的專用寄存器是不連續(xù)地分散在內部RAM高128單元之中，盡管還余有許多空閑地址，但用戶并不能使用。(2) 中斷請求控制寄存器SCONSCON的結構、位名稱、位地址如下：① TI —— 串行口發(fā)送中斷請求標志② RI —— 串行口接收中斷請求標志SCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名稱TIRI位地址99H98H (3)中斷允許控制寄存器IE8051對中斷源的開放或關閉由中斷允許控制寄存器IE控制。TR1=1,T1運行。（3） 工作方式28位計數器，僅用TL0計數，最大計數值為256，計滿溢出后，一方面進位TF0，使溢出標志TF0 =1；另一方面，使原來裝在TH0中的初值裝入TL0。移位數據的發(fā)送和接收以8位為一幀，不設起始位和停止位，無論輸入/輸出，均低位在前高位在后。 外部存儲器擴展模塊1 外部存儲器的擴展隨著51系列單片機性能的不斷擴展,其應用范圍越來越廣泛,用其組成的測控系統(tǒng)的復雜程度也在不斷增加,以致于在某些場合下,人們對51系列單片機具有的4KB 地址空間感到有些不足,希望能夠把數據與程序存儲器擴展到64KB。 圖35 線選法(二) 譯碼選通法:在外擴存儲器芯片數目較多時,就要用譯碼選通法,這種方法由譯碼器組成譯碼電路,譯碼電路將地址空間劃分若干塊,其輸出分別選通各存儲器芯片。 監(jiān)控電路 　　隨著單片機技術的發(fā)展和制造工藝的日益成熟, 單片機的應用領域不斷拓寬, 但由于單片機自身的抗干擾能力較差, 尤其是在一些條件比較惡劣, 噪聲大的場合, 常會出現單片機因受外界干擾而導致死機的現象, 造成系統(tǒng)不能正常工作。這一功能對于防止由于干擾等原因造成的微處理器死機是非常有效的。當為0時（必為1），所選的8255處于讀狀態(tài)，8255送出信息到CPU。C口作為聯絡線的各位分配是在設計8255時規(guī)定的。 表 33 MC14499LED 掃描顯示 20 位數據串行輸入格式20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 54 3 2 1LSB MSBLSB MSBLSB MSB LSB MSBLSB MSB LED4字段LED3字段LED2字段LED1字段小數點選擇MC14499 數據輸入時序圖如圖313所示。15V靜電放電沖擊。MHz非接觸式通信中高集成讀寫器芯片?！?天線驅動電路僅需很少的外圍元件，有效距離可達１０ｃｍ； MHz工作頻率下，以半雙工方式進行讀寫器與IC卡之間的雙向數據傳輸。(2)防沖突電路 當有多張卡進入讀寫器工作范圍時，防沖突機制會從中選擇一張作為處理對象，并通過防沖突電路使未選中的卡置于空閑模式以等待下一次被選擇，該過程會返回被選中卡的序列號。RC500與8051的接口電路如圖320所示 圖320 MF 電源電路非接觸式IC卡本身不帶電源，需要從射頻信號中提取，以維持系統(tǒng)中各部分正常工作的需要。 B=f0／Q(8) EEPROM 存儲數據。射頻卡的幾個模塊集成倒一塊芯片中，芯片外圍只需連接天線，對有源卡還必須有電源。 ◇ 支持Mifare卡有關協(xié)議；mm)；MFRC500的接收器部分提供有一個堅固而有效的解調和解碼電路，可用于ISO14443兼容的應答器信號；數字部分則用于處理ISO14443A幀和錯誤檢測(奇偶amp。T1OUT、T2OUT可以直接接PC機的RS232串口的接收端RD。圖311 鍵盤接口電路鍵盤接口電路共16個鍵。(4) 電源線(2條)：VCC為+5 V，GND為地線。不過應注意，如果用仿真器調試用戶目標板時，最好先不要插上DS1232芯片。圖 37 DS1232外形及引腳排列各引腳功能如下:◇ PBRST :按鈕復位輸入端◇ TD :看門狗定時器延時設置端◇ TOL :5%或10%電壓監(jiān)測選擇端◇ GND :電源地◇ RST :高電平有效復位輸出端◇ RST :低電平有效復位輸出端◇ ST :周期輸入端◇ Vcc :電源2 DS1232 的內部結構DS1232的內部結構框圖如圖38所示。存儲器模塊在公交售卡機中主要存放卡號、售卡員號、售卡金額、售卡日期、售卡總金額和售卡總記錄數；在公交車載機中主要存放乘客IC卡號、司機號和刷卡總數等信息。當其為高電平時,允許讀出數據。方式0 波特率固定，為單片機晶振頻率的十二分之一。③ REN —— 允許接收控制位。（2） 定時/計數器工作方式控制寄存器TMODTMOD用于設定定時/計數器的工作方式低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。⑥ ES —— 串行口中斷(包括串發(fā)、串收)允許控制位 ES=1，串行口開中；ES=0，串行口關中。⑶ T0:定時/計數器0溢出中斷。由于外部數據存儲器的尋址范圍為64 KB，故把DPTR設計為16位。通用寄存器共有4組。此外，B寄存器也可作為一般數據寄存器使用。這40個單元被均勻地分為5段，作為5個中斷源的中斷地址區(qū)。位尋址區(qū)共有16個RAM單元，計128位，地址為00H～7FH。一般需重新設置SP值。一般地，電容C1和C2取30pF左右，～12MHz。表31 P3口各引腳與第二功能表引腳第二功能信號名稱RXD串行數據接收TXD串行數據發(fā)送INT0外部中斷0申請INT1外部中斷1申請T0定時/計數器0的外部輸入T1定時/計數器1的外部輸入WR外部RAM寫選通RD外部RAM讀選通以上把8051單片機的全部信號引腳分別以第一功能和第二功能的形式列出。當輸入的復位信號延續(xù)兩個機器周期以上的高電平時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作。4) 定時/計數器8051共有兩個16位的定時/計數器，以實現定時或計數功能，并以其定時或計數結果對計算機進行控制。(4)抗干擾能力強具備防沖突(防碰撞)機制，同一時間可“同時”處理多張卡，而不致出現相互間的數據干擾。但是接觸式IC卡使用時要將其插入讀卡機中， 通過表面上的電極觸點的物理接觸來實現與讀卡器之間的命令、 數據和卡片狀態(tài)的傳遞: 非接觸式IC卡在使用時只要靠近讀卡機即可，卡片和讀卡機通過無線電波或電磁場感應的方式進行信息傳遞。本文主要工作如下:(1)完成公交汽車IC卡控制系統(tǒng)整體方案設計。為了方便人們使用,同時規(guī)范應用市場,提高應用水平,需要推出一卡多用或多卡通用的IC卡。IC卡不僅改進了現有多種卡的使用方法和功能作用,它還不斷開創(chuàng)出新的應用發(fā)展領域。 (3) 及時掌握客流情況，科學合理調度而創(chuàng)造效益。而部分城市公交公司現行的售票方式已滯后于公交事業(yè)的整體發(fā)展,無人售票存在運營效率低,易收殘幣、假幣、破幣,對公交的社會效益和經濟效益,城市形象都有消極的影響。同時，為城市居民的出行提供了極大的方便。(3) 提高車輛運行效率，節(jié)省乘車時間。隨著應用要求提高,且CPU卡價格下降,在今后幾年內,CPU卡的應用總量將呈大幅度上升趨勢:2 非接觸式IC卡應用將大幅度增加。6 盡可能簡單明了操作方式,以實現IC卡讀寫器的運作及管理。第二章 總體設計公交汽車IC卡控制系統(tǒng)結構復雜，環(huán)節(jié)較多，因此，公交IC卡控制系統(tǒng)的讀寫器至少應包括公交售卡機、公交車載機和公交制卡機三個讀寫器。其中近距離藕合由于優(yōu)勢不明顯而應用較少， 而藕合距離較遠的射頻卡使用較普遍且最具發(fā)展?jié)摿Α?單片機選