【正文】 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的。 Proteus 工作界面如圖51 所示： 源程序的錄入 先右擊 AT89C51，再左擊 AT89C51，會(huì)出現(xiàn)如圖 52 所示的對(duì)話框，點(diǎn)擊 ，選擇所需要的 HEX文件。 ORG 8000H AJMP MAIN ORG 8100H MAIN： MOV SP， 60H WritereadCard: 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 25 MOV R0,PSWD MOV R0,0X11 INC R0 MOV R0,0X22 INC R0 MOV R0,0X33 LCALL CheckPassword Jnz WRExit （其他程序見(jiàn)附錄） 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 26 第五章 系統(tǒng)的 仿真 測(cè)試 系統(tǒng)仿真 proteus 工作界面 Proteus ISIS 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界面，如圖 所示。使端口邏輯信號(hào)穩(wěn)定 CLR PWR ；給卡供電 CLR DATOUT ；使 I/O 端口 =L； RET ；返回 下電過(guò)程： PWROFF1： CLR RST ；使 RST=L CLR CLK ；使 CLK=L CLR DATOUT ；使 I/O=L LCALL ；延遲 ，使端口邏輯信號(hào)穩(wěn)定 SETB PWR ；給卡下電 RET ；返 回 由于 IC 寫(xiě)主存儲(chǔ)器時(shí)需要驗(yàn)證密碼，所以執(zhí)行下面程序時(shí)請(qǐng)確保密碼的正確性。 提供； 上電過(guò)程： PWRON1： LCALL Recog 。它必須 嚴(yán)格地遵循ISO78163規(guī)定，其操作如下： （ 1）上電過(guò)程： —— RST 處于 L狀態(tài)； （ 2）下電過(guò)程： —— RST 為狀態(tài) L； —— vcc 供電； —— CLK 為狀態(tài) L； —— 接口設(shè)備處于接受 —— VPP 不起作用； 方式 。讀卡器和 IC卡互相認(rèn)證成功之后、 IC 卡對(duì)密碼進(jìn)行校驗(yàn)．校驗(yàn)正確、即可對(duì) IC 卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作。在此朗間，必須且只能有一個(gè)時(shí)鐘脈沖，之后，將復(fù)位引腳電平置低， IC 卡隨即 向單片機(jī)發(fā)送 32 位復(fù)位應(yīng)答，即完成復(fù)位操作。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)結(jié)束后、由單片機(jī)向 IC卡發(fā)送一個(gè) NACK 高電平信號(hào)。對(duì) IC 卡讀 ／寫(xiě) 8 位之后，單片機(jī) ／ IC 卡要向?qū)Ψ桨l(fā)送一個(gè) ACK 低電平確認(rèn)信號(hào) (復(fù)位操作除外 )。單片機(jī)向 IC 卡發(fā)送的命令的頭部與尾部必須有開(kāi)始條件和停止條件。 //退出 根據(jù) IzC 總線協(xié)議， SDA 線 的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期內(nèi)保持穩(wěn)定、數(shù)據(jù)線的高或低 電平狀態(tài)只有在 SCL 線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變。 //地址 +2，但要防止溢出 if(nf==1) { senddata(nstart)。 } showresult()。//接收 resend()。 break。 break。 nlis=listen(nstart,60)。 TL1=0x00。 TL0=0xf4。 TR0=0。 } else { b=0。 TH1=0x00。 TH0=0x1f。 t=TH1*256+TL1。 TR1=0。amp。 //設(shè)置節(jié)電工作 方式 do{ }while(1)。 //外部中斷 0開(kāi)中斷 EA=1。 //修改標(biāo)志位 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 22 } ITO=1。 //指針定義 if(consl==0) //判斷是 否剛上電狀態(tài) { p=cons2。 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 21 變 量 定 義開(kāi) 始判 斷 是 否 上 電即 c o n s 1 = 0讀 單 元 中 的 數(shù) 據(jù)c o n s 1 非 零 賦 值設(shè) 置 外 部 中 斷 0 為 下 降 沿 觸 發(fā)外 部 中 斷 0 開(kāi) 中 斷C P U 開(kāi) 中 斷低 功 耗 設(shè) 置結(jié) 束NY 圖 41 主程序的流程圖 主程序如下 : include //頭文件 define uint unsigned int define uchar unsigned char define addrl 0x40 uint data consl。 系統(tǒng)主程序 主程序主要完成初始化并檢測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)，如果是剛上電狀態(tài)，則恢復(fù)掉電瞬間保存的數(shù)據(jù)。 AT24C08 是 ATL公司出品的 I2C 接口 、 高 集 成 度 串行 E2PROM 內(nèi)存 IC 卡 。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)及需求，系統(tǒng)測(cè)試方案設(shè)計(jì)。在沒(méi)有 IC 卡進(jìn)入 天線有效范圍時(shí) ,在低 5位顯示當(dāng)前時(shí)鐘 ,當(dāng)有 IC卡進(jìn)入到 天線的有效范圍 ,讀卡程序驗(yàn)證卡及密碼成功后 ,將卡號(hào)和讀卡時(shí)間及相關(guān)數(shù)據(jù)作為一條記錄存入 E2PROM 存儲(chǔ)器中 ,并在 LCD 顯示器上顯示卡號(hào)。 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 19 圖 34 顯示電路 整體電路圖 圖 35 整體電路圖畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 20 第四章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 的實(shí)現(xiàn) 軟件設(shè)計(jì)思路 本文設(shè)計(jì)使用了 C語(yǔ)言編寫(xiě)源程序 ， 程序的各部分按模塊化設(shè)計(jì) ,系統(tǒng)軟件模塊包括 : IC 卡讀 /寫(xiě) /密碼驗(yàn)證 /擦除操作模塊、與通信處理模塊 、 與 PC機(jī)串行通信模塊、 LCD 顯示模塊及存儲(chǔ)器讀寫(xiě)模塊等。單片機(jī)讀出 IC 卡的數(shù)據(jù)通過(guò) P0 口送到液晶顯示器顯示，可分 2 行共顯示 32個(gè)字符 ，也就是 16 個(gè)字 節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，通過(guò)上位機(jī)控制讀數(shù)據(jù)起始地址可移動(dòng)顯示數(shù)據(jù)。本文用 1602 字符型液晶顯示器顯示讀卡器讀出的信息。可直接顯示字符型數(shù)據(jù)， IC 卡讀出的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)換成字符型數(shù)據(jù)再送到液晶屏顯示。字符型液晶顯示模塊是一種專門(mén)用于顯示字母 、數(shù)字 、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16 20 40 2 行等模塊。 C 1 +1V 1 +2C 1 3C 2 +4R 1 I N13T 1 O U T14G N D15V C C16R 1 O U T12T 1 IN11T 2 IN10R 2 O U T9R 2 I N8T 2 O U T7V 1 6C 2 5 圖 33 MAX232 的引腳圖 LCD 顯示 電路 本設(shè)計(jì)采用液晶顯示器。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA232F 電平， 主要特點(diǎn) 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 18 單 5V電源工作； 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器； 177。由于電腦串口 RS232 電平是 10V ~+10V，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是 TTL 電平 0 ~+5V,max232 就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 2 驅(qū)動(dòng)器、 2 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F 電平。 串口通訊 電路 該電路的芯片，選擇 MAX232 芯片。在此，采用 MAXIM 公司的 MAX232 芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的硬件接口 PC 機(jī)串口通常采用 RS232 電平，而單片機(jī)串口是 TTL 電平，二者不兼容。 SDA 為雙向數(shù)據(jù)端口 ，是一個(gè)漏極開(kāi)路的引腳 ，滿足“線與”的條件，在使用過(guò)程中需要加上拉電阻。當(dāng)然，上邊的方法是低頻 IC 卡的工作距離低于 10CM 時(shí)可以采用的一些措施來(lái)改善讀寫(xiě)距離的。如果讀寫(xiě)器的線圈是環(huán)形，當(dāng)讀寫(xiě)器天線和卡線圈的固定距離等于讀寫(xiě)器天線的半徑時(shí)獲得的最大耦合系數(shù) K 可以確定環(huán)形的天線大小，本系統(tǒng)中使用的是矩形天線，則使用磁通量與面積相關(guān)的原理，使矩形天線的面積與環(huán)形面積相等，就可以估算出讀寫(xiě)器的天線的大小。低電平時(shí) ,數(shù)據(jù)由外部串行總線到單片機(jī) ,即處于接收狀態(tài)。適合于長(zhǎng)距離傳送的總線標(biāo)準(zhǔn)有 : RS42 RS42 RS48 RS499 以及 20MA 電流環(huán)串行接口。 目前最常見(jiàn)的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)是 RS232C 串行總線 ,傳輸?shù)氖菃味诵盘?hào) ,即信號(hào)線中一條是公共地線 ,另一條是信號(hào)線。 DS1302 串行時(shí)鐘芯片作硬件實(shí)時(shí)時(shí)鐘 。 鍵盤(pán)與 LCD 顯示器作為人機(jī)交互設(shè)備 。讀卡器用 AT89C51 單片機(jī)作主控制器 。讀卡器一般可以脫離 PC管理機(jī)單獨(dú)工作 , 只要有 IC 卡進(jìn)入讀卡器天線能量范圍 , 便可讀取卡中相關(guān)指定扇區(qū)的數(shù)據(jù) , 讀取到的數(shù)據(jù)可送交數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ) , 同時(shí)也可以通過(guò) RS 485 上傳至 PC機(jī)存儲(chǔ)。 N C 或 P C I C 卡 讀 寫(xiě) 器 I C 卡圖 32 讀寫(xiě)系統(tǒng)的組成 及于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)器系統(tǒng)由寫(xiě)卡器、讀卡器、 PC 上位管理機(jī)和天線等組成。而本系統(tǒng)選用的 AT89C51 系列的單片機(jī)是典型的低功耗微處理器，非常適合于這種情況使用。因此在硬件設(shè)計(jì)時(shí)可以采用能耗較低的 CPU，而且具有休眠的功能的產(chǎn)品，在外圍件中葉盡量采用 MOS 器件。例如在處理升降電壓時(shí)要進(jìn)行隔離以防止電源干擾，布線時(shí)電源與地之間不構(gòu)成大回路，在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用看門(mén)狗定時(shí)器 51 單 片 機(jī) IC 卡芯片 串行通信電路 掉電檢測(cè) 天線 液晶顯示 存儲(chǔ)模塊 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 15 防止程序跑飛等等。雖然各種 識(shí)別系統(tǒng)在耦合方式、通信方式、數(shù)據(jù)傳輸方式以及系統(tǒng)工作頻率的選擇上都存在很大的區(qū)別，但是他們?cè)谟布? PCB 板的組成上都大致相同，都是由射信 號(hào)處理與控制模塊、 接口模塊以及天線組成。 IC 卡之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼、加密和解密。 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 14 第三章 系統(tǒng) 硬件 電路設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)方案 讀寫(xiě)器的基本任務(wù)就是觸發(fā)作為數(shù)據(jù)載體的 IC 卡， 與 IC 卡建立通信并且在上位機(jī)和 IC 卡之間傳輸數(shù)據(jù)，讀寫(xiě)器在這個(gè)過(guò)程中要完成通信鏈路的建立、防沖突處理以及認(rèn)證等任務(wù)。因此，在時(shí)隙算法的 基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)時(shí)隙 Aloha 算法，該算法可動(dòng)態(tài)的調(diào)整時(shí)隙數(shù)量。在最壞的情況時(shí)，沒(méi)有一個(gè) IC 卡能單獨(dú)處于一個(gè)時(shí)隙中發(fā)送成功，這時(shí)需要進(jìn)行調(diào)整時(shí)隙數(shù)，以便有更多的時(shí)隙可以使用。 時(shí)隙算法思想是，把時(shí)間分為離散的時(shí)間段（即時(shí)隙），時(shí)間段的個(gè)數(shù)一般有 16個(gè)，每段時(shí)間對(duì)應(yīng)一幀數(shù)據(jù)，一個(gè)時(shí)隙的大小一般規(guī)定的是 IC 卡傳送自身 ID 號(hào)所用的時(shí)間，這種方法必須有全局的時(shí)間 同步，在系統(tǒng)中，所有的 IC 卡同步由讀寫(xiě)器控制，時(shí)隙數(shù)的選擇由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生， IC 卡只在規(guī)定的相同的時(shí)隙開(kāi)始才傳送其數(shù)據(jù)幀，并在該時(shí)隙內(nèi)完成傳送。 畢業(yè)論文：基于單片機(jī)的 IC 卡讀寫(xiě)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 13 防沖突問(wèn)題 在系統(tǒng)工作時(shí)，可能會(huì)有一個(gè)以上的 IC 卡片同時(shí)處在讀卡器的作用范圍之內(nèi)，如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的卡片同時(shí)向讀卡器發(fā)送數(shù)據(jù)，那么就會(huì)出現(xiàn)通信沖突，產(chǎn)生數(shù)據(jù)相互干擾，即沖突。天線電路的設(shè)計(jì)可以基于兩種方式，一種是適用于工作頻率為