【正文】 所示是IC卡接口電路。 圖42 IC卡接口電路 RVDVT1組成卡上下電電路。=0時(shí)，VT1導(dǎo)通，IC卡的VCC得電；=1時(shí)，VT1截止，IC卡的VCC失電。如果插入的是一張電源與地?fù)舸┑膲目ǎ蚴且粋€(gè)金屬片之類的物質(zhì)，就會(huì)造成回路的短路現(xiàn)象。，檢測(cè)有無卡電源短路現(xiàn)象，以防人為破環(huán)。IC卡的控制與讀寫是IC卡接口設(shè)備中的核心操作部分，各種IC卡的實(shí)際操作有較大的不同，(ISO7816標(biāo)準(zhǔn)只定義了一個(gè)最小操作，因而符合這一標(biāo)準(zhǔn)的卡亦不能保證其他操作的一致性)，這里先選擇其中較具共性的部分介紹，后面會(huì)針對(duì)SLE4442芯片的具體操作做詳細(xì)說明。1）IC卡的插入/退出識(shí)別與上電/下電控制技術(shù)IC卡的插入與退出的識(shí)別是通過IC卡接口電路來識(shí)別的,如果卡己插入到正確位置，且卡是合法卡，VT2導(dǎo)通，圖46中的LED點(diǎn)亮。若卡是非法卡，卡電源短路，，VT3導(dǎo)通，圖47中的報(bào)警電路報(bào)警。為了確保IC卡已準(zhǔn)確地插到位置，插入的識(shí)別過程必須加入消顫處理。IC卡插入識(shí)別程序如下所示:RE_ DETECT:SETB IC_SWMOV C,IC_SW 。輸出高電平至檢測(cè)端JNC RE_ DETECT 。無卡插入，等待LCALL DELAY_5MS 。延時(shí)5msMOV C,IC_SWJNC RE_DETECT 。再次判斷，若無卡輸入等待RET …… 。有卡插入，進(jìn)行處理IC卡的供電控制是一個(gè)直接涉及是否能安全可靠地操作IC卡的過程。它必須嚴(yán)格遵循ISO78163所規(guī)定的操作順序，否則就有可能對(duì)IC卡帶來永久的損壞。ISO78163標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作順序如下:IC卡的激活(上電過程):—— RST處于L狀態(tài)—— VCC供電—— 接口設(shè)備處于接收方式—— Vpp上升為空閑狀態(tài)—— CLK由相應(yīng)穩(wěn)定的時(shí)鐘提供IC卡的去激活過程(下電過程):——RST為狀態(tài)L——CLK為狀態(tài)L——Vpp不起作用——I/O為狀態(tài)A——VCC關(guān)閉由于IC卡技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的IC卡事實(shí)上都己使用卡內(nèi)自帶升壓電路，因此Vpp控制已逐漸失去具體含義。下面是上下電程序控制過程:POWERON: 。上電控制LCALL RE_DETECT 。識(shí)別是否有卡插入CLR RST 。使RST=LCLR CLK 。使CLK二LLCALL DELAY_500us 。，使端口邏輯信號(hào)穩(wěn)定CLR POWER 。給卡供電SETB D_OUT 。使I/O端口為高電平，準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)RETPOWER_OFF: 。下電控制CLR RST 。使RST=LCLR CLK 。使CLK=LCLR D_OUT 。使I/O=L LCALL DELAY_500us 。,使端口邏輯信號(hào)穩(wěn)定 SETB POWER 。給卡下電RET2)IC卡的讀寫技術(shù)不同類型的IC卡其讀寫方式或數(shù)據(jù)協(xié)議方式是不同的，ISO7816標(biāo)準(zhǔn)對(duì)異步型IC卡的讀寫協(xié)議做了較充分的定義，而對(duì)于同步型IC卡，則只定義了其復(fù)位響應(yīng)過程的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這使得各廠家設(shè)計(jì)的同步型IC卡的讀寫方式不盡相同，而且同步型IC卡接口協(xié)議是面向操作而進(jìn)行的，因此，其操作協(xié)議方式也各不相同。但許多廠家生產(chǎn)的IC卡都以ISO7816同步復(fù)位響應(yīng)協(xié)議作為IC卡的數(shù)據(jù)讀協(xié)議。大多數(shù)符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的同步型IC卡的地址計(jì)數(shù)器是與時(shí)鐘緊密相關(guān)的，當(dāng)卡復(fù)位時(shí)，地址計(jì)數(shù)器置0。以后每向卡發(fā)一個(gè)節(jié)拍的時(shí)鐘，都將使IC卡的地址計(jì)數(shù)器加“1”，這一時(shí)鐘頻率上限為50kHz或280kHz。復(fù)位之后的頭32個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，是卡的復(fù)位響應(yīng)過程，該過程中，廠家的產(chǎn)品編碼以位編碼方式逐一在數(shù)據(jù)線上送出，以后的字段則根據(jù)廠家及用戶所定義的含義不同而各不相同。若某字段定義為可讀的，則可將時(shí)鐘運(yùn)行到該字段上，然后再逐時(shí)鐘讀出。數(shù)據(jù)的讀出過程可分為三個(gè)基本過程:復(fù)位，數(shù)據(jù)字段的定位和數(shù)據(jù)讀出。 串行通信電路由于PC機(jī)的串口電壓為177。12V，而單片機(jī)的工作電壓為5V，所以需要MAX２３２接口芯片實(shí)現(xiàn)TTL與RS232電平轉(zhuǎn)換，采用簡(jiǎn)單的3線制通信方式。圖43為串行通信電路。圖43 串行通信電路 關(guān)鍵信息存儲(chǔ)電路此電路有串行EEPROM和上拉電阻組成，電路如圖44所示。在串行時(shí)鐘和數(shù)據(jù)端接了上拉電路R14和R15。串行EEPROM選用AT24C02。在掉電時(shí)其將存儲(chǔ)關(guān)鍵信息。圖44 關(guān)鍵信息存儲(chǔ)電路 掉電檢測(cè)電路掉電檢測(cè)電路由比較器（運(yùn)放LM393）、電壓基準(zhǔn)LM336（）、RRRR1R1R13和二極管VD3組成，電路如圖45所示。圖45 掉電檢測(cè)電路 R8為L(zhǎng)M336提供合適的工作電流，LM336上端作為電壓基準(zhǔn)，RR11對(duì)5V電壓分壓，與VZ 做比較。電源電壓正常時(shí)，V–V+,比較器輸出高電平；當(dāng)電源掉電時(shí)，V–跟隨電源電壓下降，而VZ 。當(dāng)下降到V–V+時(shí)，比較器輸出低電平，使微處理器產(chǎn)生外中斷，做掉電處理（將關(guān)鍵信息存入EEPROM中）。VDR12為施密特電路，是為了避免電壓在閾值作用波動(dòng)時(shí)引起反復(fù)的寫操作（對(duì)EEPROM）。 工作狀態(tài)提示電路 若插入系統(tǒng)的IC卡是可操作卡，讀寫系統(tǒng)能進(jìn)行正常的讀寫，則圖46中的L1指示燈點(diǎn)亮。若插入系統(tǒng)的是廢卡、非法卡，或者系統(tǒng)不能正常讀寫，則圖47中的蜂鳴器報(bào)警，增加系統(tǒng)的使用性。 圖46 工作指示電路 圖47 報(bào)警電路 鍵盤電路由于需要16個(gè)按鍵，采用并行接口的鍵盤電路至少需要4+4=8條I/O線，而串行接口的鍵盤電路只需要3條I/O口線，一條用作鍵盤行線，一條串行移位輸出列掃描信號(hào)，另一條用作移位寄存器74LS164的移位時(shí)鐘脈沖信號(hào)線。16個(gè)按鍵構(gòu)成了讀寫系統(tǒng)的鍵盤電路部分。圖48為鍵盤與單片機(jī)的接口電路。圖48 8051與鍵盤接口電路圖中，接有上拉電阻 R=5V/1 mA=5kΩ。 ，上拉電阻保證了沒有鍵輸入時(shí)，I/O口線上有確定的高電平輸入。，通過移位寄存器74LS164輸出端QA～QH接至鍵盤作為鍵盤列線。掃描信號(hào)通過74LS164移位，實(shí)現(xiàn)逐列置低電平，達(dá)到掃描各鍵的目的。 顯示電路 應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有:發(fā)光二極管顯示器，簡(jiǎn)稱LED；液晶顯示器，簡(jiǎn)稱LCD。熒光顯示器。前面兩種顯示器使用最多，下面就這兩種顯示器的基木原理和使用方法做簡(jiǎn)要說明。l LED顯示器LED顯示塊由發(fā)光二極管顯示字段組成，有7段和“米”字段之分，顯示塊有共陽極和共陰極兩種。把每個(gè)顯示字段對(duì)應(yīng)于一個(gè)二進(jìn)制位，這些二進(jìn)制位組成字型編碼，這樣不同的顯示字符就對(duì)應(yīng)于不同的字型碼，顯示字符時(shí)，在顯示I/O驅(qū)動(dòng)線輸出相應(yīng)的字型碼，就可以顯示不同的字符。N位LED顯示器需要N片LED顯示塊拼接。LED顯示方式分靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。靜態(tài)顯示時(shí)顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止。這種顯示方式接口編程容易，管理簡(jiǎn)單，但占用口線資源較多。在顯示位較多時(shí)，一般都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。LED動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化硬件電路，通常將所有的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)(C7段LED)或兩個(gè)(“米”字段LED)8 位I/O控制，形成段選線的多路復(fù)用。而各位的共陽極或共陰極分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。若要各位LED能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時(shí)刻只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的字形碼，這樣同一時(shí)刻只有一位顯示出字符。在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，同時(shí)，在段選線上輸出相應(yīng)位將要顯示字符的字符碼。由于人眼的視覺暫留，只要每位顯示間隔足夠短，如此循壞就可以使各位顯示出將要顯示的字符，達(dá)到顯示目的。 上面所述是LED顯示的基本原理，根據(jù)這些基本原理，選擇不同的軟硬件方法都可以實(shí)現(xiàn)LED顯示。l 液晶顯示器LCDLCD是一種極低功耗顯示器，目前，高分辨率的LCD點(diǎn)陣式顯示器有顯示靈活，顯示圖型字符美觀等優(yōu)點(diǎn)，在很多系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。顯示設(shè)計(jì)使用現(xiàn)有的液晶顯示功能模塊SMG12232B2，該模塊能提供122*22的分辨率，帶中文字庫，更重要的是它可以有并行和串行兩種輸入方式，接口方便，這樣我們可以使用單片機(jī)的異步通訊口驅(qū)動(dòng)顯示模塊，軟硬件實(shí)現(xiàn)都非常簡(jiǎn)單，外圍電路非常簡(jiǎn)潔。圖49是單片機(jī)與顯示器的接口電路。圖49 顯示器與單片機(jī)接口電路第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本章主要介紹接觸式IC卡讀寫器的程序設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的所有程序用C51語言編寫，由主程序和子程序組成。其中子程序包括比較校驗(yàn)數(shù)據(jù)子程序、插卡子程序、顯示中斷子程序。 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)。主程序的流程圖如圖51所示。主程序如下:include //頭文件define uint unsigned intdefine uchar unsigned chardefine addrl 0x40uint data consl。 //全局變量定義uchar data cons2[2]={0，0}；main ( ){ uchar data *p。 //指針定義if(consl==0) //判斷是否剛上電狀態(tài){ p=cons2。Read24c02(p,addrl,2)； //從24c02中讀出掉電時(shí)保存的數(shù)據(jù)consl=OxOOOF。 //修改標(biāo)志位}ITO=1。 //外部中斷0下降沿觸發(fā)EXO=1。 //外部中斷0開中斷EA=1。 //CPU開中斷IDL=1。 //設(shè)置節(jié)電工作方式do{ }while(1)。}圖51主程序流程圖 插卡子程序當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有卡插入時(shí)，這時(shí)進(jìn)入插卡子程序。在單片機(jī)的控制下給IC卡供電，并且指示燈亮。然后判斷插入的卡是否短路，如果短路則給IC卡下電。單片機(jī)從卡中讀出卡標(biāo)識(shí)，判斷是用戶卡是否合法，并調(diào)跳到相應(yīng)的子程序。插卡子程序流程圖如圖52所示。圖52 插卡子程序流程圖當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)到插入的卡是合法的用戶卡，單片機(jī)進(jìn)入讀寫子程序。單片機(jī)分別從EEPROM和IC卡中讀出IC卡的卡號(hào)，兩者加以比較來判斷是否為本功能所對(duì)應(yīng)的卡。比較通過后，然后進(jìn)行密碼校驗(yàn)。如果密碼正確，則允許進(jìn)行讀寫操作。 鍵盤掃描子程序16個(gè)按鍵的鍵盤電路分別為：數(shù)字鍵0～9及小數(shù)點(diǎn)“.”，可以設(shè)定用戶信息及余額；此外還有5個(gè)功能鍵，分別為：（1） 修改/確認(rèn)鍵，用來控制信息的改寫及確認(rèn)；（2） 賬號(hào)顯示鍵，用來控制用戶賬號(hào)信息的顯示；（3） 余額/總數(shù)顯示鍵，用來控制余額或總數(shù)的顯示；（4） 計(jì)數(shù)開始/停止鍵，用來控制計(jì)數(shù)系統(tǒng)的計(jì)數(shù)；（5） 備用鍵；（6） 備用鍵。此讀寫系統(tǒng)中，鍵盤采用編程掃描方式。所謂編程掃描就是CPU對(duì)鍵盤的掃描采取程序控制方式，一旦進(jìn)入鍵盤掃描狀態(tài)則反復(fù)地掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)。而在執(zhí)行鍵入命令或處理鍵入數(shù)據(jù)的過程中，CPU不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。鍵盤掃描子程序流程圖如圖53所示。圖中可見，鍵盤掃描子程序要完成以下的功能：1） 判斷鍵盤上有無鍵按下?！?”電平時(shí)，若行電平全為“1”電平，則鍵盤無鍵按下，若不為“1”電平，則有鍵按下。2） 取出鍵抖動(dòng)及重鍵的影響。在鍵盤電路中，按鍵按下閉合后，將產(chǎn)生一個(gè)一個(gè)負(fù)的矩形脈沖。但由于在按動(dòng)按鍵時(shí)總有一些抖動(dòng)，因此在負(fù)脈沖的開始和末尾部位總要出現(xiàn)一些毛齒波，毛齒波的長(zhǎng)短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms。除了抖動(dòng)之外還有重鍵，即一個(gè)鍵按下后緊接著由按下另一鍵，或者兩個(gè)鍵同時(shí)按下。這些需要采取一定的措施加以消除。本系統(tǒng)采用軟件延時(shí)的方法來解決。通過延時(shí)來等待信號(hào)穩(wěn)定，在信號(hào)穩(wěn)定后查詢鍵碼。其過程是在查詢到有按鍵按下后延時(shí)一段時(shí)間，一般為10ms。再查詢一次看是否有鍵按下。若這次查詢不到，則說明前一次查詢結(jié)果為干擾或抖動(dòng)，若這次查詢到有鍵按下，則說明信號(hào)已經(jīng)穩(wěn)定，然后判斷閉合按鍵的鍵碼。當(dāng)閉合按鍵地鍵碼確定之后，再去查詢按鍵是否釋放，待按鍵釋放后再進(jìn)行處理，這樣既可消除釋