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1、XX 学 院 本科生毕业设计（论文）学院（系）： XX 专 业： XX 学 生： XX 指导教师： XX 完成日期 XX 年 X月XX学院本科生毕业设计（论文）基于单片机的IC卡预收费水表系统硬件设计 Hardware Design of Pre-charges the Water Meter IC Card System Based On Sing-chip 总 计： 26 页表 格： 2 个插 图 ： 15 幅XX 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）基于单片机的IC卡预收费水表系统硬件设计 Hardware Design of Pre-charges the Water Meter I
2、C Card System Based On Sing-chip 学 院（系）： XX 专 业： XX 学 生 姓 名： XX 学 号： XX 指 导 教 师（职称）： XX 评 阅 教 师： 完 成 日 期： XX学院 Nanyang Institute of Technology基于单片机的IC卡预收费水表系统硬件设计XX专业XX摘 要 本论文主要设计研究基于单片机的IC卡预收费水表系统硬件电路，其主要功能是以AT89C51单片机为核心，实现IC卡的读写，液晶显示的控制，电磁阀的控制，脉冲的提取，同时具有安全保护电路、记忆单元电路、通信接口电路，完成整个水表信号的读、写处理，监控水表工作的
3、功能。本文对每个模块逐一进行了研究，全面详细地论述了硬件电路的设计流程，对本设计中非接触式IC卡读写电路模块、液晶显示电路模块和H6152读写电路模块等工作原理及功能进行了详细了说明。关键词 单片机；IC卡；液晶显示；记忆模块Hardware Design of Pre-charges the Water Meter IC Card System Based On Sing-chip Electronic Information Engineering CHANG JingAbstract: In this paper, the main design based on single-chip
4、 pre-charges the IC card water meter system hardware circuit design, its main function is based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core, the realization of IC card reader, LCD display control, the control solenoid valve, pulse extraction, at the same time security protection circuit, memory
5、 cell circuit, communication interface circuit, the signal meter to complete the reading, writing and processing, monitoring the work function of water meters. In this paper, one by one for each module studied. Full detail of the hardware circuit design flow, for the design of the Central African co
6、ntactless IC card reader circuit module, liquid crystal display circuit module and circuit module, such as reading and writing H6152 working principle and function are described in detail.Key words: SCM;IC Card ;Liquid crystal display; Memory modules 目 录1 引言11.1 IC卡的相关知识11.2 IC卡的分类11.3 IC卡的历史11.4国内外
7、的应用现状22 基于单片机的IC卡预收费水表硬件设计32.1预收费水表系统硬件组成32.2 AT89C51单片机简介32.2.1 89C51单片机的基本组成32.2.2 89C51单片机引脚及其功能43 系统各模块硬件电路设计53.1 IC卡读写电路53.1.1 Mifare 1射频IC卡53.1.2 H6152读写模块83.1.3 IC卡读写电路的原理及说明93.2 液晶显示电路123.2.1 液晶显示模块123.2.2 电源模块133.2.3 单片机模块153.3 记忆单元电路153.3.1 I2C总线简介153.3.2 AT24C01简介163.3.3 硬件原理图173.4 电磁阀控制电
8、路183.5 其它模块电路19结束语19参考文献20附录21致谢231 引言1.1 IC卡的相关知识ISO7816定义了IC卡芯片中点到卡左边沿距离为：15.06mm，到上边沿的距离为：23.89mm(8-pin)，22.62mm(6-pin)，宽度：85.72-85.74mm，高度：54.03-53.92mm，厚度：0.83mm。IC卡，又称“集成电路卡”、智能卡，英文名称“Integrated Circuit Card”或“Smart card”，是法国人Roland morono 于1974年发明的，将具有存储、加密及数据处理能力的集成电路芯片模块封装于和信用卡尺寸一样大小的塑料基中，便
9、构成了IC卡。IC卡具有防磁、防静电、抗破坏性和耐用性强、防伪性好、存储数据安全性高（可加密）、数据存储容量大、应用设备及系统网络环境成本低、品种型号齐全、技术规范成熟等特点。正是由于IC卡具备诸多无可比拟的优点，因此在金融、税务、公安、交通、邮电、通讯、服务、医疗、保险等各个领域都得到了广泛的重视和应用。它作为一种新的高科技产品正在引起人们的广泛关注，其关键在于卡的应用，它标志着又一种新的信息处理手段的问世。未来多功能的卡的普及与应用将改变整个社会的生活方式，是人类全面迈向电子化时代的钥匙。在高科技产品日新月异且不断地伴随于人们生活要求的情况下，且在IC卡领域内又发展起了一项新技术非接触式I
10、C卡，其在工作时将卡片靠近读写器表面即可完成卡中的数据的读写操作，它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源和无接触这一难题。与接触式IC卡相比较，它具有可靠性高、操作方便快捷，安全防冲突、应用范围广、加密性能好等优点，因而它更受人们欢迎。1.2 IC卡的分类（1）按存储容量分：IC卡的存储量小的几十个Bit，大到几十个K BYTE （2）按安全级别分：非加密存储卡、逻辑加密存储卡、CPU卡 （3）按连接方式分：接触式和非接触式 （4）按IC芯片厂家：德国Siemens、法国Gemplus、美国Atmel、荷兰Philips等1.3 IC卡的历史IC卡是集成电路卡（Integrat
11、ed Circuit Card）的英文简称，在有些国家也称之为智能卡等。将一个专用的集成电路芯片镶嵌于符合ISO7816标准的PVC（或ABS）塑料基片中，封装成外形与磁卡类似的卡片形式，即制成一张IC卡。当然也可以封装成纽扣、钥匙、饰物等特殊形状。IC卡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方法，并于1970年获得专利，那时叫ID卡（Identification Card）。1970年，法国人罗兰德莫瑞诺（Roland moreno）第一次将可进行编程设置的IC（Integrated Circuit）芯片放于卡片中，使卡片具有更多的功能。当
12、时，他对这项技术的描述是：镶嵌有可进行自我保护存储器的片。这样就诞生了世界上第一张IC卡。1974年，法国的罗兰德莫瑞诺（Roland moreno）发明了带集成电路芯片的塑料卡片，并取得了专利权，这就是早期的IC卡。1976年法国布尔公司研制出世界第一枚IC卡。1984年，法国的PTT（Posts, Telegraphs and Telephones）将IC卡用于电话卡，由于IC卡良好的安全性和可靠性，获得了意想不到的成功。随后，国际标准化组织（ISO，International Standardization Organization）与国际电工委员会（IEC，International
13、Electrotechnical Commission）的联合技术委员会为之制订了一系列的国际标准、规范，极大地推动了IC卡的研究和发展。在此后的三十多年里，随着超大规模集成电路技术、计算机技术以及信息安全技术等的发展，IC卡种类更加丰富，技术也更趋成熟，已在国内外得到了广泛的应用。1.4国内外的应用现状美国是信用卡的发源地，磁卡应用在全世界占首位，从上世纪60年代起就开始发卡应用了。到了1988年，发卡量已经超过10亿张，人均约5张，消费金额达到4695亿美元。1993年仅美国两家最大的发卡公司VISA和MASTER的发行量即达到了6.6亿张，遍及全世界200多个国家和地区，消费额达到825
14、0亿美元，电子收款机ECR的普及率约为400500台/万人。1987年，美国的ATM机已达3台/万人。如今，美国已开始用IC卡取代磁卡，比较成功有应用有：校园IC卡、交通IC卡、军人身份证卡。在法国，IC卡诞生于法国，它是IC卡应用的先驱。据国际发明组织统计，1988年10月至1989年9月全世界IC卡硬件产业中，IC卡及读写器数量分别为4200万张和87700台，其中法国分别占98%和71%，处于世界领先地位。目前，法国IC卡不仅在数量上领先其它各国，而且其应用领域的多样化更为突出，如在金融、电信、医疗、保险、旅游、游戏和交通运输等各个领域都有IC卡的广泛应用。在其他欧洲国家更是如此，IC卡均得到广泛的应用。在我国，IC卡的发展在我国的起步较晚，但在IC卡行业里，我国是一个发展较快的国家之一。自1993年7月我国电子工业部协同银行、邮电及有关部委提出了命名为“金卡”的专项工程
