IC卡讀寫系統的單片機實現

電子機電論文編號:JD520  附原理圖,論文字數:25454,頁數:46,    AT89C51單片機,程序:匯編

目  錄

1 概述   1
1.1 IC卡的發展  1
1.2 IC卡的特性和用途   1
1.3 IC卡的分類   2
1.4 IC卡應用系統的組織結構   3
1.5 IC讀寫設備   5
1.6 設計任務  6
2 系統工作原理及方案設計   7
2.1 IC卡讀寫器的硬件電路構成和工作原理   7
2.2 系統結構的構建  7
3 系統硬件設計   9
3.1 主要芯片介紹    9
3.1.1基于AT24C0X系列的IC卡介紹   9
3.1.2 AT89C51單片機介紹  12
3.1.3 擴展8155可編程并行接口芯片  14
3.2 主要電路設計與分析   17
3.2.1 IC卡讀寫電路設計   17
3.2.2 顯示電路設計   20
3.2.3 矩陣鍵盤電路設計   22
3.2.4 報警電路設計   24
3.2.5 時鐘電路設計   25
3.2.6 復位電路設計   26
3.3 總的硬件電路設計  27
4 系統軟件設計  30
4.1 IC卡讀寫器軟件設計  30
4.2 鍵盤掃描程序設計   31
4.3顯示程序設計  32
4.4 IC卡數據的讀寫程序設計  33
4.5其他子程序的軟件設計   34
結束語  35
致謝  36
參考文獻  37
附錄 基本程序設計   38

摘  要

現代電子信息技術的高速發展改變了人類傳統的工作和生活方式，其與人類社會生活中的許多事物的結合，產生了許多新的技術和產品。通用存貯器IC卡是電子信息技術與傳統卡片相結合的產物，是由通用存貯器芯片封裝而成的。它將信息存儲到嵌有集成電路芯片的卡片中，實現人與信息系統的交流，并且其結構和功能簡單，生產成本低，使用方便，因此IC卡廣泛地應用到社會生產生活的各個領域。本文首先對通用存貯器IC卡的讀寫器的設計進行了方案論證，確定了IC卡讀寫器的總體方案。然后，對AT24系列存貯器的特征以及相關技術（如兩線串行連接協議（I2C）、讀寫操作的時序等）進行了詳細的介紹，并以AT24C01和AT89C51為例詳細描述了通用存貯器IC卡的工作原理及用單片機對其進行讀寫操作的基本電路和軟件編程實現方法。再從硬件與軟件兩方面對IC卡讀寫器進行了具體的設計，同時對其主要電路（如IC卡讀寫電路、鍵盤與顯示電路等）和基本子程序（如多字節讀和寫程序、鍵盤掃描程序以及顯示程序等）進行了詳細的分析，實現了對IC卡數據的讀寫，能完成從鍵盤輸入數據送到單片機，然后將輸入的數據保存在IC卡存儲器的存儲空間，并能將其數據在四位LED上進行顯示，同時能將讀寫錯誤的情況送往報警電路來報警指示。本次設計電路簡單、靈活，能對IC卡數據進行可靠的讀寫。
關鍵詞：IC卡;讀寫器; I2C總線; AT24C01; AT89C51

設計任務
IC卡讀／寫設備(讀寫器)就是能將數據信息“寫入”IC卡或將IC卡內部的數據信息“讀出”或“擦除”的電子接口設備。總體來說，可將其分力通用型IC卡讀寫設備和專用型讀／寫設備。在通用型IC卡讀／寫設備中，—般又可分為連機型、獨立型及聯網型3大類。
本次設計討論的IC卡讀／寫器是一種接觸型的、基于普通存儲卡24C01的讀寫器。讀寫器的主要特點功能如下：能識別和讀／寫24C01普通存儲卡；能自動連續讀／寫，具有手動復位、插卡熱復位功能；卡上數據讀／寫采用雙認證方式。確保讀寫數據的可靠性和準確件；具有一定的抗攻擊能力。即對于非法插拔(例如金屬異物)、非法IC卡等具有抵抗能力，可避免短路等造成的讀寫器損壞；具有聲提示讀／寫錯誤狀態。
本設計要求該系統結構簡單，在實際運行時要求能夠快速的讀寫數據，具有很高的可靠性，同時具有一定的可擴展性。另外，也可根據需要連接到其它引腳或卡座觸點，如果適當改進電路和程序，還可讀寫加密卡和CPU卡等，并且能夠及時的顯示讀寫的數據。 通常接觸式IC 卡讀寫器的硬件結構, 它應包括卡座( IC 卡適配插座)、輸入接口電路、存貯器、微處理器、外圍接口電路處理單元。