【正文】 89C51串口電平轉(zhuǎn)換電路IC卡讀寫器報(bào)警電路Mifare1射頻卡圖4 硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖硬件電路由單片機(jī)模塊、串口電平轉(zhuǎn)換模塊和H6152讀寫模塊3部分電路組成，其工作原理分別如圖圖圖7所示。單片機(jī)AT89C51是本設(shè)計(jì)的核心器件，它主要完成了對(duì)射頻卡（MIFARE 1卡）的讀寫操作。（8）工作溫度：40～+85℃.（9）最大讀寫距離：50mm。（6）電源電壓：+5V。（4）天線輸出阻抗：50K歐姆。（2）串行通信波特率：9600bps、19200bps、38400bps和57600bps4種可選。H6152需外界+5V電源供電。H6152讀寫模塊操作簡(jiǎn)單方便，讀寫過(guò)程穩(wěn)定有效。（3）引腳3：供電LED指示的正端。J3口共有7針，包括RS232/422的接口引腳和讀寫器模塊的電源端，接地端，具體的功能定義如下：（1）引腳1：保留引腳（2）引腳 2：＋5V電源腳（3）引腳 3：接地端（4）引腳 4：A路串行接收RxD（RS232/422）（5）引腳 5：A路串行發(fā)送TxD（RS232/422）（6）引腳 6：B路串行接收RxD（RS422）（7）引腳 7：B路串行發(fā)送TxD（RS422）J4口為4針接口，提供電源和操作狀態(tài)的LED燈指示信號(hào)，具體的定義如下：（1）引腳1：讀過(guò)程LED指示的正端。 H6152讀寫模塊11 10 H201014x20 ○1○○○○○○○J317○○○○J414圖3 H6152基本結(jié)構(gòu)示意圖H6152的基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。EEPROM中的數(shù)據(jù)在卡片失掉電源后（卡片離開讀寫器天線的有效工作范圍內(nèi)）仍將被保持，用戶所要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)被存放在該單元中。RAM中的數(shù)據(jù)在卡片失掉電源后（卡片離開讀寫器天線的有效工作范圍內(nèi)）將被清除。RAM/ROM 單元RAM主要配合控制及算術(shù)運(yùn)算單元，將運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行暫時(shí)的存儲(chǔ)。是卡片中內(nèi)建的中央微處理機(jī)（MCU)單元。它主要進(jìn)行對(duì)整個(gè)卡片的各個(gè)單位進(jìn)行微操作控制，協(xié)調(diào)卡片的各個(gè)步驟。因此每個(gè)扇區(qū)可獨(dú)立地應(yīng)用于一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合。認(rèn)證及存取控制模塊在確認(rèn)了上述的三個(gè)步驟，確認(rèn)已經(jīng)選擇了一張卡片時(shí)，程序員對(duì)卡片進(jìn)行讀寫操作之前，必須對(duì)卡上已經(jīng)設(shè)置的密碼進(jìn)行認(rèn)證，如果匹配，則允許進(jìn)一步的Read/Write操作。當(dāng)讀寫器收到這一字節(jié)后，可以對(duì)卡片進(jìn)行深一步的操作，例如，可以進(jìn)行密碼驗(yàn)證等等。以使卡片真正地被選中。Anticollision模塊（防重疊功能）啟動(dòng)工作時(shí)，卡片讀寫器將得到卡片的序列號(hào)Serial Number?？ㄆx寫器中的MCM中的Anticollision防重疊功能配合卡片上的防重疊功能模塊，由程序員來(lái)控制讀寫器，根據(jù)卡片的序列號(hào)來(lái)選定一張卡片。Anticollision模塊：防止（卡片）重疊功能 如果有多張Mifare 1卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時(shí)，AntiCollision模塊的防重疊功能將被啟動(dòng)工作，在程序員控制下的卡片讀寫器會(huì)與每一張卡片進(jìn)行通信，取得每一張卡片的系列號(hào)。如果不進(jìn)行第一步的ATR工作，讀寫器對(duì)卡片的其他操作（Read/Write等）將不會(huì)進(jìn)行。（2）數(shù)字電路部分模塊一方面送調(diào)制/解調(diào)模塊，另一方面進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換，將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，然后對(duì)其整流濾波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對(duì)電壓進(jìn)行進(jìn)一步的處理，包括穩(wěn)壓等，最終輸出供給卡片上的各電路。Mifare 1射頻卡包含了兩個(gè)部分：RF射頻接口電路和數(shù)字電路部分。（10）工作溫度范圍：20 +50。（8）106kbps 的快速數(shù)據(jù)傳輸速率。（6）數(shù)據(jù)可保存10年，可反復(fù)寫10萬(wàn)次。（4）具有防沖突機(jī)制、支持多卡操作。（2）每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組（2個(gè)）密碼及存取權(quán)限設(shè)置。Mifare 1射頻IC卡的主要性能指標(biāo)如下?？ㄆ旧聿粠щ姵毓╇姡ぷ鲿r(shí)將卡片放在讀寫器的有效工作區(qū)域，卡片讀寫器的天線發(fā)送無(wú)線電載波信號(hào)耦合到卡片上的天線提供電源能量，其電壓可達(dá)2V以上，足以滿足卡片上的IC電路供電需要。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。在閑置模式下，CPU停止工作。在芯片擦除操作中，代碼陳列全被寫“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。用作第二功能時(shí)如表1所示。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口，此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。（5）P3口（10～17腳）：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O多功能口。作為漏極開路的輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。（3）RST（9腳）：復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 圖2 單片機(jī)AT89C51的引腳圖（1）XTAL1（19腳）：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。以上各個(gè)部分通過(guò)片內(nèi)八位數(shù)據(jù)總線相連接。（8）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。（6）具有5個(gè)中斷源、兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷控制系統(tǒng)。（4）4個(gè)8位并行I/O端口P0P3,每個(gè)端口既可以用作輸入，也可以用作輸出。（2）片內(nèi)256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM/SFR，用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。本水表采用電池供電。并且，該芯片功耗低，特別適用于水表控制線路多、功能全、功耗低的要求。系統(tǒng)硬件電路由 IC卡讀寫電路、液晶顯示控制電路、電磁閥控制電路、脈沖提取電路、安全保護(hù)電路、記憶單元電路、通信接口電路組成，以AT89C51為核心控制芯片，完成整個(gè)水表信號(hào)的讀、寫處理，監(jiān)控水表工作的功能。比如，我國(guó)已研制開發(fā)生產(chǎn)出IC卡操作系統(tǒng)、IC卡集成電路芯片生產(chǎn)設(shè)備，也完成了如模塊生產(chǎn)、卡基與卡片制作、各類讀寫卡設(shè)備與機(jī)具的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化配套等，全面帶動(dòng)了我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在各方面的努力下，IC卡相關(guān)產(chǎn)品得到迅速發(fā)展，如自動(dòng)柜員機(jī)ATM、銷售點(diǎn)終端機(jī)POS；網(wǎng)絡(luò)加密機(jī)和電子結(jié)算、轉(zhuǎn)賬、交換等大型應(yīng)用軟件系統(tǒng)等等。（由于SARS影響導(dǎo)致電信和公交卡發(fā)行量減少）。自1993年7月我國(guó)電子工業(yè)部協(xié)同銀行、郵電及有關(guān)部委提出了命名為“金卡”的專項(xiàng)工程，總目標(biāo)是：用10年左右的時(shí)間，在全國(guó)400個(gè)大中城市及部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)縣區(qū)推廣使用卡基支付工具，在這些覆蓋了3億城市人口的地區(qū)，發(fā)卡總量要達(dá)到2億張，年交易額達(dá)到1萬(wàn)億元。在其他歐洲國(guó)家更是如此，IC卡均得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)國(guó)際發(fā)明組織統(tǒng)計(jì)，1988年10月至1989年9月全世界IC卡硬件產(chǎn)業(yè)中，IC卡及讀寫器數(shù)量分別為4200萬(wàn)張和87700臺(tái)，其中法國(guó)分別占98%和71%，處于世界領(lǐng)先地位。如今，美國(guó)已開始用IC卡取代磁卡，比較成功有應(yīng)用有：校園IC卡、交通IC卡、軍人身份證卡。遍及全世界200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，消費(fèi)額達(dá)到8250億美元，電子收款機(jī)ECR的普及率約為400～500臺(tái)/萬(wàn)人。美國(guó)是信用卡的發(fā)源地，磁卡應(yīng)用在全世界占首位，從上世紀(jì)60年代起就開始發(fā)卡應(yīng)用了。隨后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO，International Standardization Organization）與國(guó)際電工委員會(huì)（IEC，International Electrotechnical Commission）的聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)為之制訂了一系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，極大地推動(dòng)了IC卡的研究和發(fā)展。1976年法國(guó)布爾公司研制出世界第一枚IC卡。1974年，法國(guó)的羅蘭德當(dāng)時(shí)，他對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的描述是：鑲嵌有可進(jìn)行自我保護(hù)存儲(chǔ)器的片。1970年，法國(guó)人羅蘭德IC卡的最初設(shè)想是由日本人提出來(lái)的。將一個(gè)專用的集成電路芯片鑲嵌于符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的PVC（或ABS）塑料基片中，封裝成外形與磁卡類似的卡片形式，即制成一張IC卡。與接觸式IC卡相比較，它具有可靠性高、操作方便快捷，安全防沖突、應(yīng)用范圍廣、加密性能好等優(yōu)點(diǎn)，因而它更受人們歡迎。未來(lái)多功能的卡的普及與應(yīng)用將改變整個(gè)社會(huì)的生活方式，是人類全面邁向電子化時(shí)代的鑰匙。正是由于IC卡具備諸多無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在金融、稅務(wù)、公安、交通、郵電、通訊、服務(wù)、醫(yī)療