【導(dǎo)讀】來越不適應(yīng)現(xiàn)代化管理的需要。隨著電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，公交系統(tǒng)與IC. 本文以非接觸式IC卡讀寫器為設(shè)計對象，研究了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。并開展了對非接觸式IC卡控制系統(tǒng)的安全性研究，在本文最后重點論述。了系統(tǒng)中心管理的分析與設(shè)計。

　　

【正文】 0： 000BH； INT1： 0013H T1： 001BH； 串行口： 0023H 4 中斷優(yōu)先控制和中斷嵌套 （ 1） 中斷優(yōu)先控制 8051中斷優(yōu)先控制首先根據(jù)中斷優(yōu)先級，此外還規(guī)定了同一中斷優(yōu)先級之間的中斷優(yōu)先權(quán)。其從高到低的順序為： INT0、 INT T0、 T串行口。 （ 2） 中斷嵌套 當(dāng) CPU正在執(zhí)行某個中斷服務(wù)程序時，如果發(fā)生更高一級的中斷源請求中斷，CPU可以 “ 中斷 ” 正在執(zhí)行的低優(yōu)先級中斷 ,轉(zhuǎn)而響應(yīng)更高一級的中斷，這就是中斷嵌套。中斷嵌套只能高優(yōu)先級 “ 中斷 ” 低優(yōu)先級，低優(yōu)先級不能 “ 中斷 ” 高優(yōu)先級，同一優(yōu)先級也不能相互 “ 中斷 ” 。 定時 /計數(shù)器 1 定時 /計數(shù)器控制寄存器 ， （ 1） 定時 /計數(shù)器控制寄存器 TCON TCON T1 中斷 標(biāo)志 T1 運(yùn)行 標(biāo)志 T0 中斷 標(biāo)志 T1 運(yùn)行 標(biāo)志 INT1 中斷 標(biāo)志 INT1觸發(fā)方式 INT0 中斷 標(biāo)志 INT0 觸發(fā)方式 位名稱 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TCON低 4位與外中斷、有關(guān)。 高 4位與定時 /計數(shù)器 T0、 T1有關(guān)。 ① TF1:定時 /計數(shù)器 T1溢出標(biāo) 志。 ② TF0:定時 /計數(shù)器 T0溢出標(biāo)志。 ③ TR1:定時 /計數(shù)器 T1運(yùn)行控制位。 TR1=1,T1運(yùn)行 。TR1=0,T1停。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 20 ④ TR0:定時 /計數(shù)器 T0運(yùn)行控制位。 TR0=1,T0運(yùn)行 。TR0=0,T0停。 TCON的字節(jié)地址為 88H，每一位有位地址，均可位操作。 （ 2） 定時 /計數(shù)器工作方式控制寄存器 TMOD TMOD用于設(shè)定定時 /計數(shù)器的工作方式 低 4位用于控制 T0，高 4位用于控制 T1。 高四位控制 T1 低四位控制 T0 門控位 計數(shù) /定時方式選擇 工作方式選擇 門控位 計數(shù) /定時方式選擇 工作 方式選擇 G C/T M1 M0 G C/T M1 M0 ① M M0：工作方式選擇位 M1 M0 工作方式 功能 00 方式 0 13位計數(shù)器 01 方式 1 16位計數(shù)器 10 方式 2 兩個 8位計數(shù)器，初值自動裝入 11 方式 3 兩個 8位計數(shù)器，僅適用 T0 ② C/T：計數(shù) /定時方式選擇位 C/T=1,計數(shù)工作方式 ,對外部事件脈沖計數(shù) ,用作計數(shù)器。 C/T=0,定時工作方式 ,對片內(nèi)機(jī)周脈沖計數(shù) ,用作定時器。 ③ GATE：門控位 GATE=0，運(yùn)行只受 TCON中運(yùn)行控制位 TR0/TR1的 控制。 GATE=1 ， 運(yùn) 行 同 時受 TR0/TR1 和 外 中 斷 輸入 信 號 的 雙 重 控 制 。只 有 當(dāng)INT0/INT1=1且 TR0/TR1=1,T0/T1才能運(yùn)行。 TMOD字節(jié)地址 89H,不能位操作 ,設(shè)置 TMOD須用字節(jié)操作指令。 2 定時 /計數(shù)器工作方式 （ 1） 工作方式 0 13位計數(shù)器，由 TL0低 5位和 TH0 8位組成， TL0低 5位計數(shù)滿時不向 TL0第 6位進(jìn)位，而是向 TH0進(jìn)位， 13位計滿溢出， TF0置“ 1”。最大計數(shù)值 213 = 8192。 （ 2） 工作方式 1 16位計數(shù)器，最大計數(shù)值為 216 = 65536。 （ 3） 工作方式 2 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 21 8位計數(shù)器，僅用 TL0計數(shù)，最大計數(shù)值為 256，計滿溢出后，一方面進(jìn)位 TF0，使溢出標(biāo)志 TF0 =1；另一方面，使原來裝在 TH0中的初值裝入 TL0。 （ 4） 工作方式 3 方式 3僅適用于 T0， T1無方式 3。 3 計算定時 /計數(shù)初值 8051定時 /計數(shù)初值計算公式： 其中 : N與工作方式有關(guān) : 方式 0時 ,N=13； 方式 1時 ,N=16； 方式 3時 ,N=8。 機(jī)周時間與主振頻率有關(guān) :機(jī)周時間 =12/fosc； fosc=12MHZ時， 1機(jī)周 =1?S； fosc=6MHZ 時， 1機(jī)周 =2?S。 串行通信 1 串行控制寄存器 SCON （ 1） 串行控制寄存器 SCON SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名稱 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 功能 工 作方 式選擇 多機(jī)通信控制 接受允許 發(fā)送第 9位 接受第 9位 發(fā)送中斷 接受中斷 ① SM0 SM1 —— 串行口工作方式選擇位。 ② SM2 —— 多機(jī)通信控制位。 ③ REN —— 允許接收控制位。 REN=1，允許接收。 ④ TB8 —— 方式 2和方式 3中要發(fā)送的第 9位數(shù)據(jù)。 ⑤ RB8 —— 方式 2和方式 3中要接收的第 9位數(shù)據(jù)。 ⑥ TI —— 發(fā)送中斷標(biāo)志。 ⑦ RI —— 接收中斷標(biāo)志。 （ 2） 控制寄存器 PCON 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 22 SMOD=1，串行口波特率加倍。 PCON寄存器不能進(jìn)行位尋址。 PCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名稱 SMOD GF1 GF0 PD IDL 2 串行工作方式 8051串行通信共有 4種工作方式，由串行控制寄存器 SCON中 SM0、 SM1決定。 （ 1） 串行工作方式 0（同步移位寄存器工作方式） 以 RXD（ ）端作為數(shù)據(jù)移位的輸入 /輸出端， 以 TXD（ ）端輸出移位脈沖。 移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以 8位為一幀，不設(shè)起始位和停止位，無論輸入 /輸出，均低位在前高位在后。 （ 2）串行工作方式 1 方式 1是一幀 10位的異步串行通信方式，包括 1個起始位， 8個數(shù)據(jù)位和一個停止位。 （ 3）串行工作 方式 2 方式 2是一幀 11位的串行通信方式，即 1個起始位， 8個數(shù)據(jù)位， 1個可編程位TB8/RB8和 1個停止位 （ 4）串行工作方式 3 方式 3同樣是一幀 11位的串行通信方式，其通信過程與方式 2完全相同，所不同的僅在于波特率。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(shè)置 T1的初值來設(shè)定波特率。 3 波特率 常用波特率通常按規(guī)范取 1200、 2400、 4800、 9600、?，若采用晶振 12MHz和6MHz，則計算得出的 T1定時初值將不是一個整數(shù)，產(chǎn)生波特率誤差而影響串行通信的同步性能。解決的 方法是調(diào)整單片機(jī)的時鐘頻率 fosc，通常采用 晶振。方式 0 波特率固定，為單片機(jī)晶振頻率的十二分之一。 單片機(jī)的工作過程 單片機(jī)的工作過程實質(zhì)上是執(zhí)行用戶編制程序的過程，一般程序的機(jī)器碼都已固化到存儲器中，因此開機(jī)復(fù)位后，就可以執(zhí)行指令。執(zhí)行指令又是取指令和執(zhí)行指令的周而復(fù)始的過程。假設(shè)機(jī)器碼 74H、 E0H 已存在 0000H 開始的單元中，則此表示把 E0H 這個值送入 A 累加器。單片機(jī)的工作過程如下： 接通電源開機(jī)后， PC =0000H，取指令過程如下： 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 23 (1)PC 中的 0000H 送到片內(nèi)的地址寄存器； (2)PC 的內(nèi)容自動加 1 變?yōu)?0001H，指向下一個指令字 (3) 地址寄存器中的內(nèi)容 0000H 通過地址總線送到存儲器，經(jīng)存儲器中的地址譯碼選中 0000H 單元； (4)CPU 通過控制總線發(fā)出讀命令； (5)被選中單元的內(nèi)容 74H 送內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上，該內(nèi)容過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送到單片機(jī)內(nèi)部的指令寄存器。到此，取指令過程結(jié)束，進(jìn)入執(zhí)行指令過程。 執(zhí)行指令的過程： (1) 指令寄存器中的內(nèi)容經(jīng)指令譯碼器譯碼后，說明這條指令是取數(shù)命令，即把一個立即數(shù)送 A 中； (2)PC 的內(nèi)容為 0001H，送地址寄 存器，譯碼后選中 0001H 單元，同時 PC 的內(nèi)容自動加 1 變?yōu)?0002H； (3)CPU 同樣通過控制總線發(fā)出讀命令； (4)0001H 單元的內(nèi)容 E0H 讀出經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送至 A。至此，本指令執(zhí)行結(jié)束。 PC=0002H，機(jī)器又進(jìn)入下一條指令的取指令過程。機(jī)器一直重復(fù)上述過程直到程序中的所有指令執(zhí)行完畢，這就是單片機(jī)的基本工作過程。 外部存儲器擴(kuò)展模塊 1 外部存儲器的擴(kuò)展 隨著 51系列單片機(jī)性能的不斷擴(kuò)展 ,其應(yīng)用范圍越來越廣泛 ,用其組成的測控系統(tǒng)的復(fù)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(jī)具有的4KB 地址空間感到有些不足 ,希望能夠把數(shù)據(jù)與程序存儲器擴(kuò)展到 64KB。 MCS51 單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)由 8個部件組成 ,即微處理器 (CPU)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、程序存儲器 (ROMPEPROM)、 IPO 口 ( P0 口、 P1 口、 P2 口、 P3 口 )、串行口、定時器 P計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器 (SFR)。程序存儲器一般采用只讀存儲器 ,數(shù)據(jù)存儲器一般采用 RAM 芯片。在擴(kuò)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(shù)據(jù)的沖突 ,需要合理地分配地址空間。 （ 1） 存儲器讀 寫控制 RAM 芯片既能讀出又能寫入 ,所以通常都有讀寫控制線 WE。當(dāng)其為低電平 ,允許寫入數(shù)據(jù) 。當(dāng)其為高電平時 ,允許讀出數(shù)據(jù)。讀寫控制線記為 WPR的芯片與上面情況相反。有的芯片把讀控制線分開 ,分別記為 OE(或 G) 和 WE(或 W) 。 EPROM 在正常使用中只能讀出 ,不能寫入 ,故 EPROM 芯片沒有寫信號線 ,只有讀信號線。 （ 2） 存儲器片選控制 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 24 在用多片存儲器芯片構(gòu)成外部存儲器時 ,除了低 8位地址需要鎖存之外 ,還要由高位地址產(chǎn)生片選信號 ,產(chǎn)生片選信號有兩種法。 （一）線選法：如外擴(kuò)的存儲器芯片數(shù)目較少 ,那么只需用 P2口某幾根多余的高位地址線 ,作為存儲器的片選信號就可實現(xiàn)外擴(kuò)存儲器的目的。這種方法由于剩余的高位地址不參加譯碼 ,可為任意狀態(tài) ,所以將有很多地址空間重疊。也就是說 ,每一個存儲單元可以對應(yīng)有若干個地址 ,但這并不會引起混亂 ,也不會影響正常使用。對使用者而言 ,只要用其中任一組地址即可。用線選法擴(kuò)展 8051外部數(shù)據(jù)存儲器的電路如圖 35 所示 。 A L E0A7A0D7D0 . 7P0 . 0PR DW RppP S E NP6.2PA L EO E3 7 37 4 L S0A7A0D7D8A1 2AC EO E2 8 6 48 0 5 10A7A0D7D8A1 2AC EO E2 8 6 40A7A0D7D8A1 2AC EO EW R0A7A0D7D8A1 2AC EO EW R6 2 6 46 2 6 4~~~~~~~~~~~~~~~~ 圖 35 線選法 (二 ) 譯碼選通法 :在外擴(kuò)存儲器芯片數(shù)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。這樣 ,既充分利用了存儲空間 ,又克服了空間分散的缺點。此法中常采用的譯碼器 :74LS138。用譯碼選通法擴(kuò)展 8051 的外部數(shù)據(jù)存儲器電路如圖 36 所示 。 在 非接觸式 IC卡控制系統(tǒng)的設(shè)計中，由于售卡交易和刷卡消費過程中數(shù)據(jù)存儲量大，單片機(jī)內(nèi)部具有的存儲空間無法滿足系統(tǒng)要求，因此要對 讀 寫器 的存儲模塊進(jìn)行擴(kuò)展。本系統(tǒng)對 存儲器 的擴(kuò)展 就是 采 用了 以上介紹的 譯碼選通 方式 。 存儲器模塊 在 公交 售卡機(jī)中主要存放卡號、售卡員號、售卡金額、售卡日期、售卡蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 25 總金額和售卡總 記錄數(shù)；在 公交 車載機(jī)中主要存放乘客 IC卡號、司機(jī)號和刷卡總數(shù)等信息。 A L E0A7A0D7D0 . 7P0 . 0PR DW RppP S E N5A L EABC0Y1Y2Y3YAG2BG21GO E3 7 37 4 L S0A7A0D7D8A1 2