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1、基于单片机的非接触式IC卡读写系统的设计,自动化*班 * 学号：10212407*,论文内容安排,第1章 绪论。主要概述非接触式IC卡读写系统的研究背景和意义； 第2章 系统总体方案设计。主要叙述了读卡器系统的基本原 理和总体设计方案； 第3章 系统硬件设计。对系统的硬件电路进行分块设计； 第4章 系统软件设计。对系统的软件进行了设计与分析； 第5章 系统调试。介绍了系统部分模块的调试方法； 结论 设计完成的情况、改进或展望。,1.IC卡的介绍,IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的英文简称，1974年，法国的罗兰莫雷诺(Roland Moreno)发明了带集成
2、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(Bull)公司研制出世界第一枚IC卡。 IC卡分类：接触式IC卡和非接触式IC卡； 接触式IC卡系统：有其本身不可克服的缺点，如接触磨损、交易速率慢、难以维护、基础设施投入大等。 非接触式IC卡系统：以其无机械磨损、容易维护、操作方便、抗干扰性高、可靠性高、安全性高的特点，使得它在一些接触式IC卡不适用或者无法使用的场所，具有无可比拟的优势。 非接触式IC卡系统是当今世界先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物，它成功地将射频识别技术和IC技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，使卡片在靠近读
3、写器表面时即可完成卡中数据的读写操作。,非接触式IC卡的国内外研究现状,据Innovation国际发明组织统计，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。 我国自1994年实施“金卡”工程以来，推动了金融电子化、商业和流通领域电子化的步伐，使我国银行业务得到迅速发展，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
4、之一。,本设计主要研究的内容,（1）设计单片机的最小系统； （2）设计读卡器的硬件电路； （3）设计PC机与读卡器的串口通讯电路； （4）设计系统的程序流程； （5）对设计的部分电路进行调试。,2 读卡器系统方案设计,读卡器基本原理：,读写器内部结构分为射频区和接口区； 读写器工作时，不断地向外发出一组固定频率的电磁波，当有卡靠近时，卡片内有一个LG串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同，这样在电磁波的激励下，LG谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。在这个电容另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容器充电达到一定电压值时，此电容就作为电源为卡片上的
5、其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器发出的数据与保存。,总体方案设计,IC卡读写器系统结构框图,总体方案论证,1，控制器的选择,AT89S52,FPGA,2，RFID读卡芯片的选择,TRF7960芯片,MF-RC500芯片,3，显示模块的选择,LED显示,LCD液晶显示,4，键盘模块的选择,独立式按键,矩阵式按键,5，系统时钟的选择,时钟芯片DS1302,6，存储芯片的选择,AT24C64芯片,3 系统硬件设计,非接触式IC卡读写器的硬件电路主要由几部分组成，硬件电路框图如图所示：,读写器硬件框图设计,硬件电路的组成部分,1. MCU控制部分 通过控制射频部分完成对非接触式IC
6、卡进行各种操作。 2. 射频部分 射频部分的主要部件就是射频基站芯片，这里选用的是MFRC500。 3. 串行通讯部分 PC机与单片机之间的通信是近距离的串口通信，可以采用RS232实现。 4. 声音提示部分及显示部分 声音部分：通过三极管来驱动蜂鸣器，用单片机的引脚来控制蜂鸣器的发声。 显示部分：采用LCD1602液晶显示模块，主要用于显示程序调试中的变量值，也可以通过修改程序显示各种不同的内容。,MF-RC500读写模块,MF-RC500功能框图：,MF-RC500与AT89S52连接图：,存储模块,在本设计中采用串行EEPROM芯片AT24C64作数据存储器。,外围电路设计,电源模块,5
7、V直流稳压电源,人机接口模块,LCD显示电路,系统时钟模块,DS1302与单片机接口电路,通信模块,MAX232与AT89S52的连接图,4 系统软件设计,主程序的设计 读卡器主程序流程图 如图所示：,读/写卡程序设计 读/写卡程序流程图 如图所示：,5 结 论,该读卡器能够读写距离在0-100mm范围内的符合IEC/IS014443 Type A标准的非接触式智能卡。读卡器采用外接电源供电，具有蜂鸣器报警、系统时钟、LCD显示、32小键盘输入和采用RS232接口同上位机通信的功能，能够很好地满足实际应用的需要。 非接触式智能卡系统需要进一步提高的方面： (1) 本论文没有介绍上位机的软件设计问题。主要涉及数据库的操作、与下位机的通信以及友好的用户操作界面等问题。 (2) 读写装置与上位机之间的通信接口宜采用USB接口。采用USB接口的外设与计算机之间的传输速率远比RS232和标准并行接口高，而且支持热插拔。 该IC卡读写器设计合理，具有工作可靠，抗干扰能力强，非接触读写距离可达10cm等特点，可以满足多种IC卡系统的需求。,致 谢,
