【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理方式，即數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方式。 Protel 99 是在桌面環(huán)境下第一個(gè)以獨(dú)特的設(shè)計(jì)管理和團(tuán)隊(duì)合作技術(shù)為核心的全方位的印制板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。所有 Protel99 設(shè)計(jì)文件都被存儲(chǔ)在唯一的綜合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并顯示在唯一的綜合設(shè)計(jì)編輯窗口。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 9 Protel 99 軟件沿襲了 Protel 以前版 本方便易學(xué)的特點(diǎn)，內(nèi)部界面與Protel 98 大體相同，新增加了一些功能模塊。 Protel 公司引進(jìn)了德國(guó) INCASES公司的先進(jìn)技術(shù)，在 Protel99 中集成了信號(hào)完整性工具，精確的模型和板分析，幫助你在設(shè)計(jì)周期里利用信號(hào)完整性分析可獲得一次性成功和消除盲目性。 Protel99 容易使用的特性就是新的 “ 這是什么 ” 幫助。按下任何對(duì)話框右上角的小問(wèn)號(hào)，然后選擇你所要的信息?，F(xiàn)在可以很快地看到 特性的功能，然后用到設(shè)計(jì)中，按下?tīng)顟B(tài)欄末端的按鈕，使用自然語(yǔ)言幫助顧問(wèn)。 原理圖 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 10 方案論證 方 案一： 設(shè)計(jì) 要求 制作 一個(gè) IC 識(shí)別 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)的 IC 卡 有效控制。本系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機(jī)為主控芯片， 它不但和 8051 指令管腳完全兼容，而且用戶可以用電的方式瞬間插除、改寫(xiě)這種單片機(jī)對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短 方案二：與方案一不同的是方案二選用 AT8031 芯片， 來(lái)實(shí)現(xiàn) IC卡識(shí)別 與 AT8031 相比， AT89C51 在性能上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，若采用 AT8031 用戶若想對(duì)寫(xiě)入的程序修改必須用一種特殊的紫外線的 燈將其照射擦除之后才可寫(xiě)入滲入滲出到外接程序存儲(chǔ)器的程序代碼沒(méi)有什么保密性可言 ，故采用 方案一。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 11 第 3 章 硬件部分介紹 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 AT89c51 是一種帶 2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器 的單片機(jī)。單片機(jī)的 可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將 多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C51 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 主要特性 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電 模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 12 當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P1口管腳 寫(xiě)入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě) “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用 內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出 口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以 不變的遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 13 頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 晶振電路 所謂的晶振電路即指單片機(jī)的時(shí)鐘電路。該電路通常有內(nèi)部時(shí)鐘電路和外部時(shí)鐘電路。一般選用前者。單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)反相放大器構(gòu)成的振蕩器。反相放遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 14 大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，把 XTAL1 和 XTAL2 與外部石英晶體及兩個(gè)電容連接起來(lái)可構(gòu)成一個(gè)石英晶體振蕩器如圖 34所示。時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè) 2 分頻電路。它把晶體振蕩器的頻率 2分頻后供給片內(nèi)其他電路。一般電容 C1 和 C2 起到穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。 芯片擦除 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě) “1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 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。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 RS232 串行接口 EIARS232C 是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA 制訂的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS232C 采用負(fù)邏輯， 5~ 15V為邏輯 1， +5~+15V 為邏輯 0。而 TTL 電平的“ 1”和“ 0”的特征電壓分別為２ .４Ｖ和０ .４Ｖ，用 RS232C 總線進(jìn)行串行通信需外接電路實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。在發(fā)送端需用驅(qū)動(dòng)電路將ＴＴＬ電平轉(zhuǎn)換成 RS232C 電平，在接收端用接收電路將 RS232C 電路轉(zhuǎn)換為 TTL 電平。本設(shè)計(jì)是用的 TI 公司的RS232C 收發(fā)器 MAX232，可用單一 +5V電源供電實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。 RS232C 在設(shè)計(jì)中主要 永遠(yuǎn)用于 PC 機(jī)與 IC 卡讀 /寫(xiě)器之間的通信，框圖如下 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 15 RS232C 芯片的引腳結(jié)構(gòu)如圖 ３－１ 所示： 圖 ３－１ 圖 31中的 C C C C4 及 V+、 V— 是電源變換電路部分。 在實(shí)際應(yīng)用中，器件對(duì)電源噪音很敏感。因此， VCC 必須要對(duì)地加去耦電容，其值為 F 。電容 C C C3及 C4 取同樣的數(shù)值的鉭電解電容，用以提高抗干擾能力，在連接時(shí)必須盡量靠近器件。 MAX232 的 1 14 管腳為串行異步通信發(fā)送及接受引腳。 SLE4442 卡簡(jiǎn)介 SLE4442 卡內(nèi)部有 一個(gè) 256 8bit EEPROM，不可逆的 4 個(gè)寫(xiě)保護(hù)字節(jié)，具備密碼保護(hù)功能，可以隨時(shí)讀取主存儲(chǔ)器內(nèi)容；在校驗(yàn)成功后，可讀保護(hù)存儲(chǔ)器、讀寫(xiě)安全存儲(chǔ)器和寫(xiě)主存儲(chǔ)器。 SLE4442 有一個(gè)密碼邏輯，用以控制對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)。為此， SLE4442 包含一個(gè) 4 字節(jié)加密存儲(chǔ)區(qū)，該存儲(chǔ)區(qū)有一個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器 EC（ 02位）和三個(gè)字節(jié)的參考數(shù)據(jù)，這三個(gè)字節(jié)作為一個(gè)整體，稱為可編程密碼（ PSV）。整個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)除了參考數(shù)據(jù)，其它的數(shù)據(jù)都能被讀取，在校驗(yàn)數(shù)據(jù)與內(nèi)部參考數(shù)據(jù)比較正確后才能進(jìn)行讀寫(xiě)操作，連續(xù)三次比較錯(cuò)誤后，錯(cuò)位計(jì)數(shù)器將阻止 任何比較嘗試，從而也消除了任何擦寫(xiě)操作。 IC 卡座 IC卡座引腳如圖３－２ 所示，其中引腳 SW SW2 為微動(dòng)開(kāi)關(guān)在無(wú) IC 卡狀態(tài)時(shí)，處與斷開(kāi)狀態(tài)；有卡插入時(shí)， IC卡卡座上的微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合。因此，此開(kāi)關(guān)往往是用來(lái)判斷是否插 IC卡的傳感器件。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 16 其引腳 VCC：工作電壓； SCL（ CLK）：串行時(shí)鐘； GND：接地； SDA（ I/O）：串行數(shù)據(jù)（輸入 /輸出）； SW SW2：微動(dòng)開(kāi)關(guān) 本設(shè)計(jì)中與邏輯有關(guān)的引出端先只有 2 條： SCL 和 SDA。所有的地址、數(shù)據(jù)及讀 /寫(xiě)控制命令等信號(hào)均從 SDA 端輸入 /輸 出。為了區(qū)分線上的數(shù)據(jù)、地址、操作命令以及各種狀態(tài)的“開(kāi)始”與“結(jié)束”，卡片內(nèi)設(shè)計(jì)就多個(gè)邏輯控制單元。其中，啟動(dòng)與停止邏輯單元產(chǎn)生控制讀 /寫(xiě)操作的“開(kāi)始”與“停止”標(biāo)志信號(hào)。 “開(kāi)始”狀態(tài)：當(dāng) SCL 處于高電平時(shí)， SDA 從高電平轉(zhuǎn)向低電平，即產(chǎn)生“開(kāi)始”標(biāo)志信號(hào)。 “停止”狀態(tài)：當(dāng) SCL 處于高電平時(shí)， SDA 從低電平轉(zhuǎn)向高電平，即產(chǎn)生一個(gè)“停止”標(biāo)志信號(hào)，如圖 ３－２ 所示： 圖 ３－２ 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 17 SDA 和 SCL 通常各自通過(guò)一個(gè)電阻拉到高電平，當(dāng) SCL 為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的SDA 上的數(shù)據(jù)有宵；而當(dāng) SCL 為低電平時(shí)，允許 SDA 上的數(shù)據(jù)變化。 數(shù)據(jù)輸入 /輸出應(yīng)答邏輯單元產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸入 /輸出操作應(yīng)答信號(hào)。操作時(shí)所有的地址和數(shù)據(jù)字均一 8 位碼串行輸入 /輸出于卡片?？ㄆ瑳](méi)收到一個(gè) 8 位碼長(zhǎng)的地址或數(shù)據(jù)后都以置 SDA 線為低電平方式“確認(rèn)”應(yīng)答信號(hào)，其波形如圖 ３－３ 所示 圖 ３－３ 外圍電路 （ 1） 狀態(tài)燈 IC 卡的上電一般是可知的，即對(duì) IC 卡讀 /寫(xiě)時(shí)，須給 IC 卡上電（送電源），因此， IC卡的上電控制比較簡(jiǎn)單。由于 IC卡讀 /寫(xiě)電流很小，一般為幾個(gè) A，因此其實(shí)現(xiàn)可按照?qǐng)D ３－４ 所示。由單片機(jī) 89C51 的 P14 信號(hào)通過(guò)小功率三極管 9012 控制系統(tǒng)的 +5V電源切入 IC 卡座。當(dāng) IC 卡上電后，發(fā)光二極管 L2被點(diǎn)亮，起讀 /寫(xiě)指示作用。每次對(duì) IC卡讀 /寫(xiě)完成后。即及時(shí)先電，以減少插拔時(shí)帶電的可能性，要保證 IC 卡能任意插拔（有可能處于帶電狀態(tài)），不致 IC 卡損壞，必須使 IC卡拔電過(guò)程處于斷電的狀態(tài)。要做到這點(diǎn)，必須保證 IC 卡的下電迅速及時(shí) 圖 ３－４ （ 2）蜂鳴器 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 18 一般所指的蜂鳴器是以壓電陶瓷為主要元件的。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉(zhuǎn)換能力的特殊陶瓷。這種能力緣于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)壓電陶瓷在一定方向上受到一個(gè)壓力使其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，它