【正文】 ps、 19200bps、 38400bps 和 57600bps4 種可選。 當(dāng)讀寫器收到這一字節(jié)后，可以對(duì)卡片進(jìn)行深一步的操作，例如，可以進(jìn)行密碼驗(yàn)證等等。波形轉(zhuǎn)換模塊 可將卡片讀寫器上的 ，一方面送調(diào)制 /解調(diào)模塊，另一方面進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換，將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，然后對(duì)其整流濾波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對(duì)電壓進(jìn)行進(jìn)一步的處理，包括穩(wěn)壓等 ，最終輸出供給卡片上的各電路。卡片本身不帶電池供電，工作時(shí)將卡片放在讀寫器的有效工作區(qū)域，卡片讀寫器的天線發(fā)送 無線電載波信號(hào)耦合到卡片上的天線提供電源能量，其電壓可達(dá) 2V 以上，足以滿足卡片上的 IC電路供電需要。 （ 3） RST（ 9腳）：復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。并且，該芯片功耗低，特別適用于水表控制線路多、功能全 、功耗低的要求。如今，美國(guó)已開始用IC卡取代磁卡，比較成功有應(yīng)用有：校園 IC卡、交通 IC 卡、軍人身份證卡。 IC卡的最初設(shè)想是由日本人提出來的。 XX 學(xué) 院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 學(xué)院（系）： XX 專 業(yè)： XX 學(xué) 生： XX 指導(dǎo)教師： XX 完成日期 XX 年 X 月 XX 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) Hardware Design of Precharges the Water Meter IC Card System Based On Singchip 總 計(jì)： 26 頁 表 格： 2 個(gè) 插 圖 ： 15 幅 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) XX 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng) 硬 件設(shè)計(jì) Hardware Design of Precharges the Water Meter IC Card System Based On Singchip 學(xué) 院（系）： XX 專 業(yè)： XX 學(xué) 生 姓 名： XX 學(xué) 號(hào)： XX 指 導(dǎo) 教 師（職稱）： XX 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： XX 學(xué)院 Nanyang Institute of Technology 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) I 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng) 硬 件設(shè)計(jì) XX 專業(yè) XX [摘 要 ] 本論文主要 設(shè)計(jì) 研究 基于 單片機(jī) 的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng) 硬 件 電路 ，其主要功能是以 AT89C51 單片機(jī)為核心 ， 實(shí)現(xiàn) IC 卡的讀寫，液晶顯示的控制，電磁閥的控制，脈沖的提取，同時(shí)具有安全保護(hù)電路、記憶單元電路、通信接口電路，完成整個(gè)水表信號(hào)的讀、寫處理，監(jiān)控水表工作的功能 。當(dāng)然也可以封裝成紐扣、鑰匙、飾物等特 殊形狀。 1987 年，美國(guó)的 ATM 機(jī)已達(dá) 3臺(tái) /萬人。 該 CPU 芯片內(nèi)置 4K 的程序存儲(chǔ)器，有 32 個(gè)多功能的 I/O 口，具有多個(gè)可編程的中斷 I/O 口和數(shù)據(jù)串行通信口。 （ 2） XTAL2（ 18腳）：振蕩器反相放大器的輸出端。 表 1 P3 口與第二功能表 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD (串行輸出口 ) INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 3 系統(tǒng) 各 模塊 硬件 電路 設(shè)計(jì) IC 卡讀寫電路 Mifare 1 射頻 IC 卡 Mifare 1 射頻 IC卡的核心是 Philips 公司制造的 Mifare 1 IC S50 系列微晶片，其內(nèi)部包括 1KB 高速 EEPROM、數(shù)字控制模塊和一個(gè)高效率射頻天線模塊。 （ 1） RF射頻接口電路 在 RF射頻接口電路中，主要包括波形轉(zhuǎn)換模塊 和 POR模塊。 被選中的卡片將卡片上存儲(chǔ)在 BLOCK 0 中的卡片的容量 “ SIZE” 字節(jié)傳送給讀寫器。同時(shí)， ROM中還固化了卡片運(yùn)行所需要的必要的程序指令，由控制及算 術(shù)運(yùn)算單元取出去對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行微指令控制，使卡片能有條不紊地與卡片的讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。主要性能指標(biāo)如下： （ 1） 工作頻率： 。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 液晶顯示電路 液晶顯示模塊 液晶顯示 模塊選用圖形液晶顯示模塊 GXM12864，它內(nèi)含 KS0108B/HD61202 控制 器，是一種采用低功耗 CMOS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)陣圖形 LCD 模塊，有 8 位的微處理器接口，通過內(nèi)部的 128 64 位映射 DDRAM 實(shí)現(xiàn) 128 點(diǎn) 64 點(diǎn)大小的平板顯示。 電源模塊電路 如圖 9所示 。協(xié)議允許總線接入多個(gè)器件，并支持多主工作。 傳統(tǒng)的單片機(jī)串行接口的發(fā)送和接收一般都分別各用一條線，而 I2C 總線則根據(jù)器件的功能通過軟件程序使其工作于發(fā)送或接收方式。在該引腳的上升沿時(shí)，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)輸入到每個(gè) EEPROM 器件，在下降沿時(shí)輸出。電路設(shè)計(jì)上采用多路模擬開關(guān)組合成一組雙刀雙擲開關(guān)，在 AT89C51的控制下，將 正脈沖或負(fù)脈沖加到電磁閥的控制線 AB兩端。然而，市場(chǎng)的發(fā)展也給不法分子留下可乘之機(jī)，制假行為隨之產(chǎn)生，嚴(yán)重影響到社會(huì)正常經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的開展，因此望長(zhǎng)江后浪推前浪， 未來的學(xué)者、研究人員能在其行業(yè)上 再接再厲 ，必須提高 IC 卡制作水平和防偽技術(shù)含量，向制假行為發(fā)起反擊 ， 研究發(fā)明更多更優(yōu)秀的 IC 卡，以給人們帶更大的方便。 感謝我的家人，特別是我的父親和母親，正是他們的全力支持才能讓我專心地學(xué)習(xí)，他們的關(guān)懷和期望是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力。整個(gè)過程中， 從開始接 到 論文題目 到 系統(tǒng)電路的實(shí)現(xiàn)，再 到 論文文章的完成，每走一步對(duì)我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 圖 12 記憶單元硬件原理圖 電磁閥控制電路 電磁閥選用脈沖式電磁閥， 為以色列 BERMAD公司出品， 其控制電路原理如圖 13所示。所有字節(jié)都以單一操作方式讀取。主 器件的功能是啟動(dòng)在總線上傳送數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，以允許與被尋址的器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 記憶單元電路 I2C 總線簡(jiǎn)介 I2C 總線，是 Inter Integrated Circuit Bus 的縮寫，即“內(nèi)部集成電路總線”。液晶 電源電路的作用就是將電壓轉(zhuǎn)換成這兩種電壓信號(hào)輸出，為液晶顯示模塊提供工作電壓 。負(fù)載開路時(shí)電壓不得超過177。 單片機(jī) AT89C51 串口電平 轉(zhuǎn)換電路 IC 卡讀寫器 報(bào)警電路 Mifare1 射頻卡 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 圖 5 單片機(jī)模塊 圖 6 串口電平轉(zhuǎn)換模塊 基于單片機(jī)的 IC 卡預(yù)收費(fèi)水表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 圖 7 H6152 讀寫模塊 U1為單片機(jī)芯片 AT89C51， 其 H6152的控制輸出，它控 制 H6152的工作狀態(tài)，該引腳為高電平時(shí) ， H6152停止工作； ，為低電平時(shí) ， 蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。 （ 4） 引腳 4：供電 LED 指示的負(fù)端。 序列號(hào) Serial Number存儲(chǔ)在卡片的 Block 0中，共有 5個(gè)字節(jié)，實(shí)際有用的為 4個(gè)字節(jié)，另一個(gè)字節(jié)為序列號(hào) Serial Number的校驗(yàn)字節(jié)。 （ 9） 讀寫距離最大可達(dá) 10cm（取決于天線設(shè)計(jì)）。此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài) 邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 （ 9） 具有節(jié)電工作方式，即休閑方式和掉電方式。特別是國(guó)內(nèi)在自主研究開發(fā) 1C卡產(chǎn)品方面取得了長(zhǎng)足 進(jìn)步。 在此后的三十多年里，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息安全技術(shù)等的發(fā)展， IC 卡種類更加豐富，技術(shù)也更趨成熟，已在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用 。 在高科技產(chǎn)品日新月異且不斷地伴隨于人們生活要求的情況下，且在 IC 卡領(lǐng)域內(nèi)又發(fā)展起了一項(xiàng)新技術(shù)－―― 非接觸式 IC 卡，其在工作時(shí)將卡片靠近讀寫器表面即可完成卡中的數(shù)據(jù)的讀寫操作，它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和 IC卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源和 無 接觸這一難題。Liquid crystal display。當(dāng)時(shí)，他對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的描述是：鑲嵌有可進(jìn)行自我保護(hù)存儲(chǔ)器的片。 在其他歐洲國(guó)家更是如此， IC卡均得到廣泛的應(yīng)用。 （ 2） 片內(nèi) 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM/SFR，用以存放可以讀 /寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。 （ 5） P3口（ 10～ 17腳）： P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O多功能口。 （ 2） 每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組（ 2個(gè)）密碼及存取權(quán)限設(shè)置。如 果不進(jìn)行第一步的 ATR工作，讀寫器對(duì)卡片的其他操作（ Read/Write等