【導(dǎo)讀】交通、電信、國防等各個領(lǐng)域。IC卡的應(yīng)用提高了人們生活和工作的現(xiàn)代化程度，已成為。一個國家科技發(fā)展水平現(xiàn)代化程度的標志之一。食堂IC卡售飯機應(yīng)能根據(jù)其就餐、充值、初始化、修復(fù)等實際使。用環(huán)境，具備不同的功能特點，以適用于不同階段的數(shù)據(jù)處理。根據(jù)其功能特點，售飯機系。示單元設(shè)計，本課題主要完成其軟件部分設(shè)計。余額是否過低，若過低則報警；系統(tǒng)界面友好，使用方便。售飯機自動用卡中金額減去應(yīng)付金額，隨即顯示本。整個售飯過程，就餐人員和售飯員互相監(jiān)督，如不。當卡內(nèi)錢數(shù)用到規(guī)定最低限額時，讀卡機會在屏幕上顯示。并發(fā)出蜂鳴聲，提醒使用者該到指定地點追加卡內(nèi)金額，以恢復(fù)IC卡的使用。IC卡售飯機可單機獨立操作，不需聯(lián)網(wǎng)，節(jié)省了聯(lián)網(wǎng)費用。金額時，只需把采集卡插入售飯機中，售飯機就能把收款金額寫入采集卡中。AVR單片機為控制核心。經(jīng)過整體測試，該系統(tǒng)安全、準確、穩(wěn)定可靠。

　　

【正文】 時鐘的下降沿開始。 SLE4442 的 I/O 腳是開漏型的，需要外接上拉電阻以提供高電平。此協(xié)議包含 4 種模式 ： 復(fù)位與復(fù)位應(yīng)答模式 、 命令模式 、 數(shù)據(jù)傳輸模式 、 內(nèi)部處理模式 。 a. 復(fù)位與復(fù)位應(yīng)答 (ATR) SLE4442 的應(yīng)答復(fù)位符合 IS078163 標準，可以在操作的任何時候復(fù)位。開始時會給 I/O 腳低電平并在 RST 信號由高到低期間提供一個時鐘脈沖，此時 I/O腳輸出可有效數(shù)據(jù)的第一位 (LSB)，此后的連續(xù) 31 個時鐘脈沖使得 I/O 腳變?yōu)楦咦钁B(tài)完成可 ATR 過程。一般在 IC 卡出廠時，應(yīng)答復(fù)位讀出的前 4 個字節(jié)為0XA0131091[11]。復(fù)位與應(yīng)答復(fù)位期間的數(shù)據(jù)傳輸如表 所示。 表 字節(jié) 1 字節(jié) 2 字節(jié) 3 字節(jié) 4 D7…D0 D15…D8 D23…D16 D31…D24 b. 命令模式 在應(yīng)答復(fù)位之后， SLE4442 等待指令輸入。每個指令始于 Start 信號，包含一個 38 長的命令字和緊跟其后的時鐘脈沖，然后結(jié)束于 Stop 信號。 Start 信號：在 CLK 線為高電平是送 I/O 口一個下降沿。 Stop 信號， 在 CLK 線為高電平是送I/O 口一個上升沿。 Start 信號和 Stop 信號的時序如圖 所示。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 Start 信號和 Stop 信號的時序 在命令被接受之后，可能會出現(xiàn)兩種模式， 數(shù)據(jù)輸出或者內(nèi)部處理模式。 c. 數(shù)據(jù)輸出模式 在這種模式下，時鐘脈沖的第一個下降沿之后 I/O口輸出有效數(shù)據(jù)的 第一位，在最后一位數(shù)據(jù)后的一個額外的時鐘脈沖使 I/O口 變?yōu)楦咦钁B(tài)并等待接 受新的指令。在此模式期間 ，任何一個 Start 信號或者 Stop 信號都將視為無效。在數(shù)據(jù)輸出模式下， RST 信號必須保持低電平，在時鐘線為低電平時， RST 被置為高電平，否則所有的操作都將失敗 [12]。數(shù)據(jù)輸出模式的時序如圖 所示。 圖 數(shù)據(jù)輸出模式時序圖 d. 數(shù)據(jù)處理模式 這種模式是 SLE4442 的內(nèi)部處理，在第一個時鐘的下降沿之后， I/O 口由高阻狀態(tài)轉(zhuǎn)換為低電平。 RST 信號必須保持低電平，在時鐘為低電平時， RST 被置為高電平，否則所有的操作都將失敗。數(shù)據(jù)處理模式的時序如圖 所示。 圖 數(shù)據(jù)處理模式時序圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 SLE4442 的指令 SLE4442 具有 7 種指令，包括讀、寫主存儲器，讀、寫保護存儲器，讀、寫安全存儲器和讀、寫安全存儲器 (密碼存儲器 )和密碼校驗指令。每個指令都有三字節(jié)組成，其格式如表 所示。 表 SLE4442 IC 卡指令格式 控制字 地址 數(shù)據(jù) B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 指令的傳輸總是從字節(jié)的最低位開始。在最后一位傳送完之后需要附加一個時鐘將 I/O 線置為高阻態(tài)。 SLE4442 的 7 種指令如表 所示。 表 SLE4442 的指令表 控制字（ Byte1） 地址（ Byte2） 數(shù)據(jù)（ Byte3） 操作 模式 B7B6B5B4B3B2B1B0 A7A0 D7D0 00110000 地址 無效 讀主存儲器 輸出 00111000 地址 輸入數(shù)據(jù) 寫保護存儲器 處理 00110100 無效 無效 讀保護存儲器 輸出 00111100 地址 輸入數(shù)據(jù) 寫保護存儲器 處理 00110001 無效 無效 讀保護存儲器 輸出 00111001 地址 輸入數(shù)據(jù) 寫保護存儲器 處理 00110011 地址 輸入數(shù)據(jù) 校驗密碼 處理 a. 讀存儲器 此指令讀取存儲器從指定地址 N(N=0255)開始知道主存儲 器最后地址的存儲區(qū)的內(nèi)容， 每個字節(jié)的最低位最先被讀出。此指令需要提供足夠的脈沖，脈沖數(shù) m(256N)*8+l。主存儲器的讀取始終是允許的 [13]。讀存儲器的指令格式如表 所示。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 表 讀主存儲器的指令格式 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0 Binary 0 0 1 1 0 0 0 0 Address No effect Hexadecimal 0X30 0x000xFF No effect 圖 是讀主存儲器的時序圖。 圖 讀主存儲器時序 b. 寫主存儲器 此指令按地址對 EEPROM 主存儲器寫入數(shù)據(jù)。根據(jù)所寫數(shù)據(jù)的新老程度，其間將發(fā)生如下幾種內(nèi)部處理模式 (即在指令發(fā)出之后需要延遲時間，以供芯片進行內(nèi)部處理 )。 1) 擦除和寫入 (5 毫秒 )——相當于 255 個時鐘脈沖 2) 只寫不擦 ( 毫秒 )——相當于 124 個時鐘脈沖 3) 只擦不寫 ( 毫秒 )——相當于 124 個時鐘脈沖 寫主存儲器的指令格式如表 所示。 表 寫主存儲器的指令格式 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0 Binary 0 0 1 1 1 0 0 0 Address Input Data Hexadecimal 0X38 0x000xFF Input Data 如圖 是寫主存儲器的時序圖。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 寫主存儲器時序 c. 讀保護存儲器 此指令后連續(xù)輸入 32 個時鐘脈沖將讀出保護存儲器的內(nèi)容，然后額外提供一個脈沖將 I/O 口變?yōu)楦咦钁B(tài)。保護存儲器始終可讀。讀保護存儲器的指令格式如表 所示。 表 讀保護存儲器的指令格式 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0 Binary 0 0 1 1 0 1 0 0 No effect No effect Hexadecimal 0X34 No effect No effect 如圖 是讀保護存儲器的時序圖。 圖 讀保護存儲器時序 d. 寫保護存儲器 此操作包含將輸入數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)相比較的過程。如果輸入的數(shù)據(jù)與要保護的數(shù)據(jù)一致，則該地址的數(shù)據(jù)不能再次被改寫，否則此次操作無效。 SLE4442 內(nèi)部4B(32 位 )的寫保護存儲器分別和主存儲器的前 32B 一一對應(yīng)。寫保護存儲器即將保護存儲器的對應(yīng)位由 1 變?yōu)?0。 寫保護存儲器的指令格式如表 所示。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 表 寫保護存儲器的指令格式 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0 Binary 0 0 1 1 1 1 0 0 Address Input Data Hexadecimal 0X3c 0x000x1F Input Data e. 讀安全存儲器 此指令是讀出 4B 安全碼存儲器的內(nèi)容，與讀保護存儲器指令類似， 32 個時鐘脈沖讀出了 4 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，只額外提供一個時鐘脈沖使 I/O 變?yōu)楦咦钁B(tài)。在密碼校驗成功之前，讀取的安全代碼存儲器的內(nèi)容除錯誤計數(shù)器外全部為 0。錯誤計數(shù)器的初始值為 0X07。讀安全代碼的指令格式如表 10 所示。 表 讀安全代碼的指令格式 。 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0 Binary 0 0 1 1 0 0 0 1 No effect No effect Hexadecimal 0X31 No effect No effect 圖 是讀安全代碼存儲器的時序圖。 圖 讀安全代碼存儲器時序 f. 寫安全代碼存儲器 只有在安全代碼校驗正確之后才能對安全存儲器進行修改，否則只能把錯誤計數(shù)器的各位由 l 該為 0，所需時間和時鐘脈沖與主存儲器相同。寫安全代碼存儲器的指令格式如表 所示。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 表 寫安全代碼存 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0 Binary 0 0 1 1 1 1 0 1 Address Input Data Hexadecimal 0X39 0x000x03 Input Data g. 校驗密碼 校驗密碼指令只有與錯誤計數(shù)器結(jié)合使用才有效。指令執(zhí)行一次比較一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。因此，此指令要連續(xù)執(zhí)行三次。在進入內(nèi)部處理模式期間，必須提供時鐘脈沖。 密碼校驗的過程如下， 首先將錯誤計數(shù)器的低三位的某一位寫 0，然后連續(xù)校驗三字節(jié)的密碼，接著再將錯誤計數(shù)器清除，再錯誤計數(shù)器的值，如果低三位都是 l，則校驗正確。如果連續(xù)三次校驗失敗，錯誤計數(shù)器的低三位被清零 ， IC卡報廢。校驗密碼的指令格式如表 所示。 表 校驗密碼的指令格式 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A7A0 D7D0 Binary 0 0 1 1 0 0 1 1 Address Input Data Hexadecimal 0X33 0x000x03 Input Data 圖 是校驗碼的時序圖。 圖 校驗碼的時序圖 鍵盤、顯示部分電路設(shè)計 本設(shè)計采用 ZLG7290 鍵盤及數(shù)碼管專用驅(qū)動芯片。 ZLG7290 與單片機AT90S8535 的連接如圖 所示。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 ZLG7290 鍵盤和數(shù)碼管接口電路設(shè)計 ZLG7290 芯片特點 ZLG7290是廣州周立功單片機公司設(shè)計的一款鍵盤及數(shù)碼管專用驅(qū)動芯片。它采用 I2C 串行接口與單片機進行通信，并且提供了鍵盤中斷信號便于單片機以中斷或者查詢方式獲取按鍵值。 ZLG7290 可以驅(qū)動 8 位共陰數(shù)碼管或者 64 個獨立的 LED 以及 64 個按鍵，并且具有可控掃描數(shù)位，控制任一數(shù)碼管閃爍。 ZLG7290 無需外部元件即可擴展驅(qū)動電流和驅(qū)動電壓。 ZLG7290 的核心是一塊 ZLG7290B 芯片，它采用 I2C 接口，能直接驅(qū)動 8位共陰式數(shù)碼管，同時可掃描管理多達 64 只按鍵，實現(xiàn)人機對話的功能資源十分豐富。除具有自動消除抖動功能外，它還具有段閃爍、段點亮、段熄滅、 功能鍵 、連擊鍵計數(shù)等強大功能，并可提供 10 種數(shù)字和 21 種 字母的 譯碼 顯示功能，用戶可以直接向顯示緩存寫入顯示數(shù)據(jù)，而且無需外接元件即可直接驅(qū)動數(shù)碼管，還可擴展驅(qū)動電壓和電流。此外， ZLG7290B 的電路簡單，使用也很方便。 用戶按下某個鍵時， ZLG7290 的 INT 引腳 會產(chǎn)生一個低電平的 中斷請求 信號，讀取鍵值后，中斷信號就會自動撤銷。正常情況下，微控制器只需要判斷 INT引腳 就可以得到鍵盤輸入的信息。微控制器可通過兩種方式得到用戶的鍵盤輸入信息。其一是 中斷方式 ，該方式的優(yōu)點是抗干擾能力強，缺點是要占用微控制器的一個 外部中斷 源。其二是查詢方式，即通過不斷查詢 INT 引腳 來判斷是否有鍵按下，該方式可以節(jié)省微控制器的一根 I/O 口線，但是代價是 I2C 總線處于頻繁的活動狀態(tài)，消耗電流多并且不利于抗干擾 [14]。 D i g 713D i g 612D i g 521D i g 422D i g 33D i g 24D i g 15D i g 06S D A20S C L19/ I N T14GND11S e g A23S e g B24S e g C1S e g D2S e g E7S e g F8S e g G9S e g D P10VCC16O S C 218O S C 117/ R E S15U2Z L G 7 2 9 0V C CR 1 110KR 1 210KV C CR 1 31 0 0 KC54 7 0 pV C C12MC322pC422PD i g 0D i g 1D i g 2D i g 3D i g 4D i g 5D i g 6D i g 7 S e g 0S e g 1S e g 2S e g 3S e g 4S e g 5S e g 6S e g 7S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8S