【正文】 the end of passive (no power supply card) and free access to this problem is the field of electronic devices a major breakthrough. Card at a certain distance (typically 510mm) close to the surface of the reader, the read and write operations to plete the data transfer via radio waves. This paper studied the basic theory, including radio frequency identification technology, ARM processor architecture and embedded systems, and then based on these theories, given the design of the noncontact IC card reader. The system consists of three parts: The first part is a reader transceiver module, selection of Philips39?？ㄆ谝欢ň嚯x范圍 (通常為 5— 10mm)靠近讀寫器表面，通過無線電波的傳遞來完成數(shù)據(jù)的讀寫操作。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） （題目：基于單片機的 IC 卡讀卡器設(shè)計） ******本科畢業(yè)論文（設(shè)計）獨創(chuàng)承諾書 本人按照畢業(yè)論文（設(shè)計）進度計劃積極開展實驗（調(diào)查）研究活動，實事求是地做好實驗（調(diào)查）記錄，所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果 .據(jù)我所知，除文中特別加以標(biāo)注引用參考文獻資料外，論文（設(shè)計）中所有數(shù)據(jù)均為自己研究成果，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果 .與我一同工作的同志對本研究所做的工作已在論文中作了明確說明并表示謝意 . 畢業(yè)論文（ 設(shè)計）作者簽名： 日期： 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 基于單片機的 IC 卡讀卡器的設(shè)計 摘 要 非接觸式 IC 卡又稱射頻卡，由 IC 芯片、感應(yīng)天線組成，封裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的PVC 卡片內(nèi)，芯片及天線無任何外露部分。是世界上最近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它成功的將 射頻識別技術(shù) 和 IC卡技術(shù)結(jié)合起來，結(jié)束了無源（卡中無電源）和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。 本文首先研究了基本的理論，包括射頻識別技術(shù)、 ARM 處理器體系結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)，然后基于這些理論，給出了非接觸式 IC 卡讀卡器的設(shè)計方案 .系統(tǒng)由三個部分組成：第一部分是讀卡器的收發(fā)模塊，選用飛利浦公司的高集成度非接觸式讀寫芯片 MF RC 設(shè)計射頻收發(fā)模塊，對射頻芯片接口電路設(shè)計作了詳細的論述；第 二部分是核心控制模塊，以芯片 FM1702 為核心，對電源供應(yīng)電路、存儲器電路、通信接口電路、 LED 顯示電路等設(shè)計做了一定的描述，并給出了電路 .第三部分是系統(tǒng)的程序設(shè)計，采用移植嵌入式系統(tǒng)并添加任務(wù)的模式來實現(xiàn)讀卡器的各個功能 .通過對軟硬件的調(diào)試實現(xiàn)了非接觸式 IC 卡讀卡器的硬件與軟件平臺的構(gòu)建 . 關(guān)鍵詞： 非接觸式 IC 卡； 讀卡器； FM1702 芯片 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 Based on the design of singlechip IC card readerabstract Abstract Noncontact IC card, also known as radio frequency card, by the IC chip, the sensor antenna, packaged in a standard PVC card, without any exposed parts of the chip and the antenna. Is the world39。 highly integrated noncontact reader chip MF RC Design RF transceiver module, discussed in detail the design of the RF chip interface circuit。 IC 卡的發(fā)展歷程 .............. 錯誤 !未定義書簽。 非接觸式 IC 卡讀卡器的國內(nèi)外現(xiàn)狀 ...... 錯誤 !未定義書簽。 2 系統(tǒng)設(shè)計 的整體規(guī)劃 ........................... 錯誤 !未定義書簽。 硬件論證方案 ........................ 錯誤 !未定義書簽。 3 硬件設(shè)計 ....................................................... 5 電源電路 ........................................ 5 蜂鳴器 電路 ....................................... 6 天線電路 ........................................ 7 I/O 口 ............................................. 9 FM1702 芯片的簡介 ................................. 10 4 軟件設(shè)計 ....................................................... 11 軟件開發(fā)工具的選擇 ................................ 11 系統(tǒng)主程序的流程圖 ................................ 11 5 調(diào) 試 .............................................. 13 6 結(jié) 論 .............................................. 15 參 考 文 獻 .......................................... 16 謝 辭 .............................................. 17 附 錄 .............................................. 18 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 第 1 頁 共 42 頁 1 緒 論 非接觸式 IC 卡發(fā)展歷程 非接觸式 IC 卡又稱射頻卡，由 IC 芯片、感應(yīng)天線組成，封裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的PVC 卡片內(nèi)，芯片及天線無任何外露部分 .是世界上最近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它成功的將射頻識別技術(shù)和 IC卡技術(shù)結(jié)合起來，結(jié)束了無源（卡中無電源）和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破 .卡片在一定距 離范圍 (通常為 5— 10mm)靠近讀寫器表面，通過無線電波的傳遞來完成數(shù)據(jù)的讀寫操作 . 工作原理 射頻讀寫器向 IC 卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個 IC 串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵下， LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個電荷的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲，當(dāng)所積累的電荷達到 2V 時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù) . 發(fā)射原理 非接觸性 IC 卡與讀卡器之間通過無線電波來完 成讀寫操作 .二者之間的通訊頻率為 IC 卡本身是無源卡，當(dāng)讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成 :一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與本身的 L/C 產(chǎn)生一個瞬間能量來供給芯片工作 .另一部分則是指令和數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)的讀取、修改、儲存等，并返回信號給讀寫器 ,完成一次讀寫操作 .讀寫器則一般由單片機，專用智能模塊和天線組成，并配有與 PC的通訊接口，打印口， I/O 口等，以便應(yīng)用于不同的領(lǐng)域 . 非接觸式 IC 卡的主要特點 由于 IC 卡與讀卡器間的通信是借助電磁波 進行，不存在機械運動和電觸點機構(gòu) .所以在保留了接觸式 IC卡原有的優(yōu)點的同時，又有如下諸多優(yōu)點 . （ 1） 操作便利快捷，不需要插拔卡，將卡片置于讀卡器表面，即可完成操 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 第 2 頁 共 42 頁 作，操作極其方便簡單 . （ 2） 可靠性高，壽命長，卡片與讀卡器沒有機械接觸 ，故不存在接觸式讀卡器可能出現(xiàn)的各種故障；卡片與讀卡器二者都沒有裸電觸點，無需擔(dān)心出現(xiàn)破損和脫落所導(dǎo)致的卡片失效；卡片與讀卡器均為全封閉閉水及防塵結(jié)構(gòu)，既避免了靜電和塵污等對卡與讀卡器的影響，可以防止粗暴插卡 .這些都將大大提高了卡片乃至讀卡器的可靠性和使用壽命 . （ 3） 安全性好，卡片與讀卡器采 用了 3 次相互確認(rèn)的雙向驗證機制，在讀卡器驗證卡片的合法性時，卡片也對讀卡器的合法性進行了驗證 .卡內(nèi)各存儲區(qū)可擁有自己的操作密碼和訪問條件，以防止未授權(quán)非法訪問，并實現(xiàn)芯片傳輸密碼保護 . （ 4） 抗干擾能力強，可建立防沖突機制，同一時間同時處理多張卡，且不出現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)干擾 . 非接觸式 IC 卡讀卡器的國內(nèi)外現(xiàn)狀 目前國內(nèi)非接觸式 IC 卡讀卡器按照應(yīng)用的場所不同出現(xiàn)了全面發(fā)展的趨勢，有便攜式讀卡器、讀卡器模塊、高頻讀卡器、低頻讀卡器等各種各樣的產(chǎn)品 .這些產(chǎn)品有的適合近距離讀寫，有的則適合遠距離讀寫 .因此，出現(xiàn)了同質(zhì) 化很嚴(yán)重的問題，各種產(chǎn)品之間的差別不大，性能也相似，但核心技術(shù)并不在自己手上，缺乏成套系統(tǒng)的自主生產(chǎn)權(quán) . 隨著技術(shù)的進步，讀卡器會隨著多功能如條形碼識別、以太網(wǎng)傳輸?shù)确较虬l(fā)展，讀卡器的成本也越來越低，同時讀卡器將像多制式、多頻段兼容且多功能的方向發(fā)展 . 選題背景及課題任務(wù) 本課題的背景是校園一卡系統(tǒng)收費終端的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會的日益信息化，技術(shù)的不斷革新以及要求的不斷提高，需要設(shè)計出一個功能豐富，性能更加穩(wěn)定的，并且具有友好人機界面的嵌入式智能終端，來取代現(xiàn)在市場上的基于單片機的收費終 端 .該讀卡器必須簡單，方便快捷 . 安徽新華學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 第 3 頁 共 42 頁 2 系統(tǒng)設(shè)計的整體規(guī)劃 2． 1 硬件設(shè)計思路： IC 卡的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛 .在 IC 卡的觸點和讀 /寫設(shè)備的觸點良好接觸之前，讀 /寫設(shè)備不應(yīng)對 IC 卡施加有關(guān)信號，以免造成不可預(yù)料的損壞 .IC 卡讀 /寫設(shè)備作為系統(tǒng)和用戶交換的接口，必將面對各種各樣復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境 .因此，在設(shè)計階段應(yīng)注意 IC 卡讀 /寫設(shè)備環(huán)境 .作為操作系統(tǒng) ,管理 IC 卡的硬件資源和數(shù)據(jù)資源是其基本任務(wù) .IC 卡上的硬件資源包括 CPU,ROM,EEPROM 和 RAM 及通訊接口 ,這些都由 IC卡上操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理 , 使外部不 能直接控制這些資源 ,使 IC卡對外表現(xiàn)為一個 黑匣子 ,從而加強了系統(tǒng)的保密性能 . 智能卡通訊管理主要功能是執(zhí)行智能 IC 卡的信息傳送協(xié)議 , 接收讀寫器發(fā)出的指令 ,并對指令傳遞是否正確進行判斷 .一般可采用奇偶檢 ,CRC 校驗等方式判斷傳輸錯誤 .對于采用分組傳輸協(xié)議的系統(tǒng) , 還可以通過分組長度變化來檢出錯誤 . 智能卡操作系統(tǒng)最重要的功能之一就是數(shù)據(jù)安全管理 . 這可以具體地分為用戶與 IC 卡的鑒別 ,核實功能以及對傳輸數(shù)據(jù)的加密與解密操作 . 智能 IC 卡COS 的應(yīng)用管理功能是對讀寫器發(fā)來的命令進行判斷 ,譯碼和處理 . 智能卡 的各種應(yīng)用以專有文件形式存在卡上 ,各專有文件則是由 IC 卡的指令系統(tǒng)中指令排列所組成的 .鑒別 是指對 IC卡本身的合法性進行驗證 ,判定一張 IC卡是不是偽造的 .如在前兩講中談到的多采用