【正文】 (5)由電荷泵提供擦寫EEPROM時(shí)所需的高壓。接口分為射頻接口模塊和數(shù)字接口模塊?？刂颇K完成接受、譯碼及執(zhí)行閱讀器命令，控制讀寫數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)安全等功能。非接觸式 IC卡讀寫器將要發(fā)送的信息編碼后加載到一固定頻率的載波上，卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其載波頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，在電磁波的激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓、復(fù)位信號(hào)、系統(tǒng)時(shí)鐘，讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過卡內(nèi)射頻接口模塊解碼，由控制單元來判斷這些信息的要求和合理性，然后進(jìn)行處理，最終決定是否對(duì)EEPROM內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫或者輸出。應(yīng)答器與閱讀器之間通過禍合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)禍合、在藕合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換?！?數(shù)字、模擬、發(fā)送電路都有各自獨(dú)立的供電電源。 ◇ 有易用的發(fā)送和接收FIFO緩沖區(qū)； ◇ RC500的主要特性其方便的并行接口可直接連接到任何8位微處理器上，這樣就給／終端的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。其內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動(dòng)近操作距離的天線(可達(dá)100該讀卡利用先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念， 讀寫器接口模塊 圖317通信電路從MAX232芯片中的兩路發(fā)送接受中選擇T1IN、R1OUT、R1IN、T1OUT作為接口。R1OUT、R2OUT可以直接接TTL/CMOS的8051單片機(jī)的串行接收端TXD引腳。能保證最高達(dá)120Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的電平轉(zhuǎn)換芯片是MAX232。由于MCU的I/O口驅(qū)動(dòng)能力有限，一般不能直接驅(qū)動(dòng)壓電式蜂鳴器，因此選用一 PNP 型晶體管組成晶體管驅(qū)動(dòng)電路。 圖313 數(shù)據(jù)輸入時(shí)序圖 顯示接口電路讀寫器設(shè)計(jì)中MC14499 動(dòng)態(tài)掃描電路示意圖如圖314所示。減值鍵：通過此鍵可對(duì)用戶卡進(jìn)行減值。查詢鍵：售卡員可以通過此鍵查詢售卡金額和售卡記錄數(shù)。鍵盤接口電路如圖311所示。（3）方式2（帶聯(lián)絡(luò)信號(hào)的雙向I/O端口）：A口獨(dú)立設(shè)置工作于方式2，成為一個(gè)8為的雙向I/O轉(zhuǎn)接口，并借用端口C的5條引腳作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)線；控制字的后三位可以設(shè)定端口B的工作方式，以及端口C的剩余三條引腳的作用。（1） 方式0（基本輸入/輸出方式）：A口、B口及C口高4位、低4位都可以設(shè)置輸入或輸出，不需要選通信號(hào)。C口具有位操作功能，把一個(gè)置/復(fù)位控制字送入8255的控制寄存器，就能將C口的某一位置1或清0而不影響其它位的狀態(tài)。(3)I/O口線(24條)：PA0～PAPB0～PBPC0～PC7為24條雙向三態(tài)I/O總線，分別與A、B、C口相對(duì)應(yīng)，用于8255和外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)。反之亦然。RESET：復(fù)位信號(hào)，輸入高電平有效。8255和8051相連，可以為外設(shè)提供三個(gè)8位的I/O端口：A口、B口和C口，三個(gè)端口的功能完全由編程來決定。因?yàn)镈S1232內(nèi)部低電平有效復(fù)位RST引腳(第6引腳)上沒有上拉電阻,但作為單片機(jī)的外圍接口芯片需要用到低電平復(fù)位信號(hào),所以必須在該引腳上外接一個(gè)上拉電阻 ,如圖3中的R=10K?？撮T狗定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間由DS1232的TD引腳確定,定時(shí)見表32。（2） 按鍵復(fù)位在單片機(jī)產(chǎn)品中,最簡(jiǎn)單的按鍵復(fù)位電路是由電阻和電容構(gòu)成的,如果系統(tǒng)擴(kuò)展存在需要和微處理器同時(shí)復(fù)位的其他接口芯片,這種簡(jiǎn)單的阻容復(fù)位電路往往不能滿足整體復(fù)位的要求。預(yù)置值通過第 3腳( TOL)來設(shè)定。 DS1232的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1 引腳功能DS1232是由美國(guó) DALLAS公司生產(chǎn)的微處理器監(jiān)控電路,采用8腳DIP封裝 ，如圖37所示。設(shè)置看門狗是防止單片機(jī)死機(jī)、提高單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾性的一種重要途徑。如用74LS373 作為地址鎖存器時(shí)可將ALE 加到它們的選通端G(或STB) ,輸出控制端OE直接接地。（2）如果外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并使用的話,可將控制信號(hào)RD和讀選通信號(hào)PSEN 信號(hào)加到一個(gè)與門上,并將與門的輸出作為選通信號(hào),控制公用存儲(chǔ)器。本系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展就是采用了以上介紹的譯碼選通方式。這樣,既充分利用了存儲(chǔ)空間,又克服了空間分散的缺點(diǎn)。也就是說,每一個(gè)存儲(chǔ)單元可以對(duì)應(yīng)有若干個(gè)地址,但這并不會(huì)引起混亂,也不會(huì)影響正常使用。EPROM 在正常使用中只能讀出,不能寫入,故EPROM 芯片沒有寫信號(hào)線,只有讀信號(hào)線。當(dāng)其為低電平,允許寫入數(shù)據(jù)。MCS51 單片機(jī)的片內(nèi)結(jié)構(gòu)由8個(gè)部件組成,即微處理器(CPU)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、程序存儲(chǔ)器(ROMPEPROM)、IPO 口( P0 口、P1 口、P2 口、P3 口)、串行口、定時(shí)器P計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器(SFR)。至此，本指令執(zhí)行結(jié)束。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(gè)值送入A累加器。解決的方法是調(diào)整單片機(jī)的時(shí)鐘頻率fosc。（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(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)停止位。PCON寄存器不能進(jìn)行位尋址。⑤ RB8 —— 方式2和方式3中要接收的第9位數(shù)據(jù)。② SM2 —— 多機(jī)通信控制位。（4） 工作方式3方式3僅適用于T0，T1無方式3。2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式（1） 工作方式013位計(jì)數(shù)器，由TL0低5位和TH0 8位組成，TL0低5位計(jì)數(shù)滿時(shí)不向TL0第6位進(jìn)位，而是向TH0進(jìn)位，13位計(jì)滿溢出，TF0置“1”。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。TCON的字節(jié)地址為88H，每一位有位地址，均可位操作。TR1=0,T1停。① TF1:定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1溢出標(biāo)志。（2） 中斷嵌套當(dāng)CPU正在執(zhí)行某個(gè)中斷服務(wù)程序時(shí)，如果發(fā)生更高一級(jí)的中斷源請(qǐng)求中斷，CPU可以“中斷”正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷,轉(zhuǎn)而響應(yīng)更高一級(jí)的中斷，這就是中斷嵌套。⑤ ET1 —— 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷允許控制位 ET1=1，T1開中；ET1=0，T1關(guān)中。IE的結(jié)構(gòu)、位名稱和位地址如下：IED7D6D5D4D3D2D1D0位名稱EAESET1EX1ET0EX0位地址AFHACHABHAAHA9HA8H① EA —— CPU中斷允許控制位 EA=1，CPU開中； EA=0，CPU關(guān)中，且屏蔽所有5個(gè)中斷源。 ④ 中斷請(qǐng)求控制寄存器TCONINT0、INTT0、T1中斷請(qǐng)求標(biāo)志放在TCON中串行中斷請(qǐng)求標(biāo)志放在SCON中。2 中斷寄存器8051單片機(jī)中涉及中斷控制的有3個(gè)方面4個(gè)特殊功能寄存器：① 中斷請(qǐng)求：定時(shí)和外中斷控制寄存器TCON。⑵ INT1:外部中斷1。(2) 程序計(jì)數(shù)器PC不占據(jù)RAM單元，它在物理上是獨(dú)立的，因此是不可尋址的寄存器。一般在內(nèi)部RAM的30H～7FH單元中開辟堆棧。堆棧共有兩種操作：進(jìn)棧和出棧。編程時(shí)，DPTR既可以按16位寄存器使用，也可以按兩個(gè)8位寄存器分開使用，即： DPH DPTR高位字節(jié) DPL DPTR低位字節(jié)DPTR通常在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作地址指針使用。此標(biāo)志位對(duì)串行通信中的數(shù)據(jù)傳輸有重要的意義。P（）——奇偶標(biāo)志位。OV（）——溢出標(biāo)志位。它們被用于選擇CPU當(dāng)前使用的通用寄存器組。在BCD碼調(diào)整中也要用到AC位狀態(tài)。其功能有二：一是存放算術(shù)運(yùn)算的進(jìn)位標(biāo)志，在進(jìn)行加或減運(yùn)算時(shí)，如果操作結(jié)果的最高位有進(jìn)位或借位時(shí)，CY由硬件置“1”，否則清“0”；二是在位操作中，作累加位使用。PSW的位狀態(tài)可以用專門指令進(jìn)行測(cè)試，也可以用指令讀出。除法操作后，余數(shù)存于B中。(3) B寄存器。因地址不在SFR（專用寄存器）之內(nèi)，一般不計(jì)作專用寄存器。（SFR）簡(jiǎn)介8051共有21個(gè)專用寄存器，其中部分寄存器簡(jiǎn)單介紹如下：(1) 程序計(jì)數(shù)器PC: PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序。還有一組特殊單元是0003H～002AH，共40個(gè)單元。 8051的程序存儲(chǔ)器中有些單元具有特殊功能，使用時(shí)應(yīng)予以注意。2 8051內(nèi)部程序存儲(chǔ)器8051的程序存儲(chǔ)器用于存放編好的程序和表格常數(shù)。（3）用戶RAM區(qū)在內(nèi)部RAM低128單元中，通用寄存器占去32個(gè)單元，位尋址區(qū)占去16個(gè)單元，剩下80個(gè)單元，這就是供用戶使用的一般RAM區(qū)，其單元地址為30H～7FH。（2）位尋址區(qū)內(nèi)部RAM的20H～2FH單元，既可作為一般RAM單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中每一位進(jìn)行位操作，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。 在任一時(shí)刻，CPU只能使用其中的一組寄存器，并且把正在使用的那組寄存器稱之為當(dāng)前寄存器組。（1）寄存器區(qū)8051共有4組寄存器，每組8個(gè)寄存單元，各組都以R0～R7作寄存單元編號(hào)。單片機(jī)在復(fù)位后，已使P0~P3口每一端線為“1”，為這些端線用作輸入口做好了準(zhǔn)備。(2) SP值為07H，表明堆棧底部在07H。單片機(jī)復(fù)位期間不產(chǎn)生ALE和PSEN信號(hào)，即ALE=1和PSEN=1。它們之間的關(guān)系如下：（1）一個(gè)振蕩脈沖的周期為節(jié)拍；（2）一個(gè)狀態(tài)就包含兩個(gè)節(jié)拍；（3）一個(gè)機(jī)器周期的寬度為6個(gè)狀態(tài)；（4）一條指令周期由若干個(gè)機(jī)器周期組成。圖33 時(shí)鐘振蕩電路 （2）外部方式時(shí)鐘電路在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步，應(yīng)當(dāng)引入惟一的公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖。請(qǐng)讀者特別注意時(shí)鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系，否則會(huì)造成概念上的錯(cuò)誤。8051單片機(jī)的4個(gè)I/O口都是8位雙向口，這些口在結(jié)構(gòu)和特性上是基本相同的，但又各具特點(diǎn)。每個(gè)口都包含一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。但是P3口的情況卻有所不同，它的第二功能信號(hào)都是單片機(jī)的重要控制信號(hào)。P3的8條口線都定義有第二功能，詳見表31。 ～ ：P1口8位雙向口線?！?EA/VPP：訪問程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。（3）控制信號(hào)引腳◇ RST/VPD：復(fù)位信號(hào)。2 8051的信號(hào)引腳8051是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳如圖32所示。 8) 時(shí)鐘電路8051芯片的內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。該串行口功能較強(qiáng)，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。3) 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部ROM）8051共有4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格，因此，稱之為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)部ROM。 圖31 8051 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖1) 中央處理器（CPU）中央處理器是單片機(jī)的核心,完成運(yùn)算和控制功能。 單片機(jī)選擇公交IC卡控制系統(tǒng)的讀寫器電路板向著小型化、低功耗、抗千擾、低成本、實(shí)用功能方向發(fā)展。目前，在世界智能卡市場(chǎng)上主要有三大品牌: Mifare,Temic,Legic它們各具特點(diǎn)，性能也各具千秋?？▋?nèi)各扇區(qū)均有自己的操作密碼和訪問條件，并實(shí)行芯片傳輸密碼保護(hù)。這些都將大大提高卡乃至機(jī)具的可靠性和使用壽命。其中近距離藕合由于優(yōu)勢(shì)不明顯而應(yīng)用較少， 而藕合距離較遠(yuǎn)的射頻卡使用較普遍且最具發(fā)展?jié)摿Α? 非接觸式IC卡從提供電源的角度來看，非接觸式I C卡可分為有源和無源2種。SAM卡是安全認(rèn)證卡，所有部件功能經(jīng)專門設(shè)計(jì)，性能大大提高，與普通CPU卡相比較，具有很高的安全性、可靠性。單片機(jī)鍵盤電路存儲(chǔ)模塊監(jiān)控電路PC機(jī)通信報(bào)警電路感應(yīng)天線IC卡讀寫器顯示電路電源電路 圖2 公交IC卡讀寫器的硬件結(jié)構(gòu)框圖 IC卡類型選擇任何技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展都有一個(gè)過程，限于技術(shù)原因，早期大多用磁卡、光電卡等，這些卡構(gòu)成的控制系統(tǒng)雖然曾經(jīng)給我們帶來了各種便利，但仍然存在一些弊端和缺陷，常常帶來許多不便，特別是其防偽性能差，易被仿制，作為收費(fèi)電子錢包使用存在巨大安全隱患，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，上述卡逐漸被其他卡取代，而對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的選擇主要考慮卡片模型、存儲(chǔ)容量、安全性要求綜合價(jià)格等因素。第二章 總體設(shè)計(jì)公交汽車IC卡控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)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(yīng)包括公交售卡機(jī)、公交車載機(jī)和公交制卡機(jī)三個(gè)讀寫器。(3)完成公交汽車IC卡控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)介紹以8051單片機(jī)和非接觸式IC卡讀讀寫器 MF RC500為核心，設(shè)計(jì)出一套性能好、安全措施有效可信、管理平臺(tái)完善的公交非接觸式IC卡控制系統(tǒng)。2 開放原則:3 安全原則:采用有效可信的安全措施,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多層次的安全管理。6 盡可能簡(jiǎn)單明了操作方式,以實(shí)現(xiàn)IC卡讀寫器的運(yùn)作及管理。2 實(shí)現(xiàn)公交控制系統(tǒng)的規(guī)范化和數(shù)字化管理。4 一卡多用是IC卡發(fā)展的大方向。3 對(duì)IC卡安全性提出越來越高的要求。隨著應(yīng)用要求提高,且CPU卡價(jià)格下降,在今后幾年內(nèi),CPU卡的應(yīng)用總量將呈大幅度上升趨勢(shì):2 非接觸式IC卡應(yīng)用將大幅度增加。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制訂為IC卡在全世界范圍內(nèi)的推廣和應(yīng)用,為IC卡在使用過程中的規(guī)范化創(chuàng)造了前提和條件。IC卡具有信息存儲(chǔ)量大,數(shù)據(jù)保密性好,可反復(fù)讀寫,易于管理等優(yōu)點(diǎn),因而發(fā)展迅速 ,在金融、通信、交通等眾多領(lǐng)域這后來居上,已成為信息時(shí)代這不可缺少的重要工具之一,廣泛地應(yīng)用于社會(huì)事業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,出現(xiàn)在人們的日常生活中。 IC卡技術(shù)的應(yīng)運(yùn)和發(fā)展IC卡概念是20世紀(jì)70年代初提出的,法國(guó)布爾公司年于1976年首先創(chuàng)造出IC 卡產(chǎn)品,并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到金融、交通、醫(yī)療、身份證明等多個(gè)行業(yè),它將微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起,提高了人們的生活水平,滿足了工作的現(xiàn)代化需