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1、 基于RFID应用的IC卡设计系 （部）：信息科学与技术系专 业 班：电子信息工程0602班姓 名：李俊杰学 号：20061186044指导教师：胡长阳 2010年4月23基于RFID应用的IC卡设计IC Card-based RFID Application Design 摘 要近年来，自动识别技术发展迅速，尤其是随着电子技术的高速发展和制造技术的不断进步，采用无线电和雷达技术实现的射频识别技术发展极为迅速，在物流系统、商业贸易、门禁防盗、识别技术和医学应用等领域中得到了极为广泛地支持和应用。本文绪论部分描述了IC卡的发展和现状，第一章说明了本次设计的主要工作和任务。明确了任务之后，第二章首
2、先介绍了IC卡系统，即IC卡和读卡器的工作原理，然后进行了设计方案的选择与论证，决定采用AT89C2051单片机作为系统控制器而非FPGA，接着描述了本次非接触式IC卡的设计方案并给出了IC卡硬件结构图。在第三章依次介绍了IC卡系统硬件部分的设计，即天线的制作、整流电路、稳压电路、微处理器电路、开关电路。第四章介绍了IC卡系统软件部分的设计，首先就本次设计所要用到的单片机基础知识做了详细的介绍，这其中包括定时控制寄存器、工作方式寄存器、中断允许控制寄存器、串行口寄存器以及串行通信控制寄存器，然后具体阐述了IC卡上的单片机编程思想，最后是本次设计所用应答器发码程序。关键词：非接触式IC卡 阅读器
3、 AT89C2051 射频识别AbstractIn recent years, automatic identification technology developed rapidly, especially with the rapid development of electronic technology and manufacturing technology continues to progress, using radio and radar technology to achieve rapid development of RFID technology in logist
4、ics, commerce and trade, access control security, identification technical and medical fields of application are extremely broad support and applications. Introduction This section describes the development and current status of IC cards, the first chapter describes the design of this major work and
5、 tasks. Defined the mission, the second chapter introduces the IC card system, that is, IC card and card reader works, then the design choices and arguments, decided to use AT89C2051 MCU as a system controller rather than the FPGA, and then describe of this non-contact IC card and the design of IC c
6、ards are given the hardware chart. In the third chapter introduces the hardware of the system followed by the design, that is, the production of the antenna, rectifier circuits, voltage regulator circuits, microprocessor circuits, switch circuits. This chapter describes the design of software compon
7、ents, first of all use this design to the basic knowledge of SCM made a detailed introduction, which includes timing control register (TCON), work register (TMOD), interrupted to allow control register (IE), serial communication serial port registers and control registers, and then expounds on the I
8、C card microcomputer programming ideas and, finally, this design made with transponder code program. Keyword: non-contact IC card reader AT89C2051 radio frequencyidentificatio目 录摘 要Abstract:绪 论11.本课题设计的主要工作和任务42IC卡系统方案设计与实现52.1 IC卡介绍52.2读卡器基本原理52.3总体方案论证62.3.1 各模块方案的选择与论证62.3.2 总体方案设计63系统硬件设计与实现83.1
9、天线的制作83.1.1天线的类型83.2整流电路93.3稳压电路103.3.1电路原理103.3.2元件资料103.4微处理器电路113.5开关电路143.5.1 元件资料143.5.2电路原理143.6 IC卡系统完整电路图154软件设计164.1单片机基础知识介绍164.1.1定时控制寄存器（TCON）164.1.2 工作方式寄存器（TMOD）164.1.3中断允许控制寄存器（IE）164.1.4 串行口寄存器174.1.5 串行通信控制寄存器174.2单片机编程思想184.3应答器发码程序195系统调试20结 论21致 谢22参考文献23绪 论IC卡是集成电路卡（Intergrated
10、Circuit Card）的英文简称，1有些国家也称之为智能卡、微芯片卡等，IC卡是在较为原始的磁卡的基础上发展起来的，它的最初设想是由日本人提出来的。1969年12月，日本的有村国孝提出一种制造安全可靠的信用卡的方法，并于1970年获得专利，那时就叫ID卡。1974年，法国的罗兰。莫雷诺发明了带集成电路芯片的塑料卡片，并获得了专利权，这就是早期的IC卡。1976年法国布尔公司研制出时间第一枚IC卡。早期的IC卡系统是接触式的，它有本身不可客服的缺点，如接触磨损、交易速率慢、难以维护、基础设施投入大等。随着信息业和服务业的全球化，在一些场合，对信息载体的便携性、安全性等方面提出更高的要求，于是
11、非接触式IC卡以其无机械磨损、容易维护、方便使用等优点，成为IC卡中潜力最大的新军为备受国内外业界的瞩目。非接触式IC卡是当今世界先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识别技术和IC技术结合起来，解决了无缘和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，使卡片在靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作。非接触式IC卡一经问世，便立即引起广泛的关注。非接触式IC卡操作方便、抗干扰性高、可靠性高、安全性高的特点，使得他在一些接触式IC卡不使用或者无法使用的场所，具有无可比拟的优势被广泛应用于公交、收费、门禁系统、考勤系统等领域。目前非接触式IC卡
12、有很多不同的标准，如IS014443A和ISO14443B等，符合不同标准的卡片在不同的领域内相互渗透和竞争。卡片类型的多样性决定了读卡器的多样性，而市场的多样性则决定了即使是同类型的应用，也可能使用不同类型的卡片，若读卡器只能读取某一种类型的卡片，那么在处理这个应用时必将需要多台读卡器，造成资源的重复浪费，这样的读卡器必将不能适应市场的需求，这就对读卡器的读卡能力提出了更高的要求，这也是未来的发展趋势。目前，读卡器液晶开始大量应用于各种“一卡通”系统中，这些应用对读卡器的功能要求越来越高，除了传统的对卡号的读取之外，需要能够对卡片进行更高层的数据操作，与PC设备之间能进行信息交流。为了使用这
13、种发展趋势，非接触式IC卡的读卡器的开发与设计也能迅速发展起来。目前国内外研究现状：智能卡的发展历史并不久远，而且全球各地发展不均衡，其中欧洲发展得最早、最好。智能IC卡源于七十年代的欧洲和日本，后来由法国人提出的将处理器置入IC卡卡片中的思想得到了广泛接受，由于其具有完善的密码功能从而有效的解决了智能卡的舞弊行为。随后智能卡在1977-1998年得到了迅速发展。九十年代初期，智能卡开始应用与GSM数字移动通讯、有线电视的收费等领域。在美国，智能卡发展相对迟缓，但随着智能卡在欧洲的成功使用，其在美国产生巨大影响，尽管如此，美国在智能卡技术等领域仍处于世界领先地位。据Innovation国际发明
14、组织统计，2005年10月到2006年9月全世界IC卡硬件产业中，IC卡及其读写设备数量分别为42000万张和877000台，其中法国分别占98%和71%，处于世界领先地位。目前，法国生产制造的IC卡不仅在数量上领先各国，其应用领域也灵活多样，如在金融、电信、医疗和交通运输等各个领域都有IC卡的应用，其中电子金融卡等已经达到经济生产规模。我国对IC卡行业的发展始于1994年，当时的中央领导特别是江泽明同志高度重视IC卡行业，高瞻远瞩，指示要发展我国自己的IC卡事业，建立“金卡工程”。虽然至今也只有短短的十几年左右时间，但是已经取得了不小的成就。我国自1994年实施“金卡”工程以来，推动了金融电
15、子化、商业和流通领域电子化的步伐，是我国银行业务得到迅猛发展，并逐渐波及医疗、交通、社会保险、税务等领域。在我国，智能卡在各种应用领域全面开花，目前超过10个政府部门和行业推广应用了智能卡。近年来，我国的发卡量年增长率达到30%至40%已成为世界智能卡应用发展最快的国家之一。目前在我国，随着金卡工程建设的不断深入发展，IC卡系统已在众多领域获得广泛应用，并取得了初步的社会效益。随着政府管理和支持力度的不断加大、技术研发水平的提升，IC市场竞争格局将发生深刻的变化。随着政府智能卡项目的启动，国内企业技术实力和工艺流程将发生深刻的变化。使得国外市场份额受到很大程度的限制，而国内品牌将会有快速的发展。今后的几年，是我国IC卡系统应用向纵深发展的时期，我国IC卡系统市场格局必将由无序走向有序，市场竞争必将由有限走向无限，IC卡系统市场将逐步走向成熟。但是对于尖端的CPU卡及非接触式IC卡智能射频卡制卡技术及其相
