《毕业设计（论文）IC卡供水系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）IC卡供水系统的设计（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、长春工业大学学士学位论文 目录第一章 IC卡技术发展及应用11.1 IC卡发展概述11.2 IC卡通信协议21.3 IC卡的命令方式31.4 IC卡的种类及功能特点61.5 IC卡的选用81.6 PHLIPS公司的Mifare 智能非接触IC卡8第二章 单片机系统的应用142.1 单片机选择的原则142.2 单片机MC68HC705J2172.2.1 MC68HC05J2存储器结构182.2.2 MC68HC705J2单片机EPROMD的编程192.3 单片机SPI接口技术及应用技术202.3.1 SPI的接口202.3.2 单片机与EEPROM接口及SPI实现212.3.3 单片机与IC卡接
2、口及SPI实现23第三章 USB总线接口芯片（CH371）243.1 概述243.2 特点243.3 引脚243.4 功能说明253.4.1 一般说明253.4.2 USB 设备配置和数据传输过程描述263.4.3 本地端的软硬件接口273.4.4 计算机端的软件接口293.5 应用30第四章 HD7279A键盘显示控制芯片334.1 HD7279A的概述334.1.1 HD7279A的管脚及功能334.2 电特性344.3 控制指令344.4 操作时序374.5说明38第五章 应用实例基于USB接口的车载IC卡控制系统395.1 设计目的395.2 设计原理395.3 设计步骤395.3.1
3、 功能设想395.3.2 硬件系统考虑405.3.3 电路分析415.4 控制软件415.4.1 主监控程序415.4.2 功能程序425.4.3 带看门狗和电源监控功能得复位芯片MAX813l43结 论46致 谢47参考文献48附录A 单片机MC68HC705J2读数据到AT93C4649附录B 单片机MC68HC705J2写数据到AT93C4650附录C 单片机MC68HC705J2读写AT93C46的子程序51附录D 单片机MC68HC705J2读数据到IC卡54附录E 单片机MC68HC705J2写数据到IC卡55附录F 单片机MC68HC705J2读写IC卡的子程序56附录G 主监控
4、程序58附录H 检票子程序61附录I 系统设置子程序65附录J WATCHDOG功能子程序66附录K 系统原理图366 第一章 IC卡技术发展及应用1.1 IC卡发展概述IC卡全称集成电路卡（Integrated Circuit Card）英文名有“IC Card”，“Smart Card”等，它是将一个集成电路芯片镶嵌于说了塑料基片中封装成卡的形式。 国际标准化组织（ISO）在ISO7861标准中规定的IC卡是指在聚氯乙烯（PVC）或聚氯乙烯酸酯（PVCA）材料制成塑料卡内嵌入微处理器和存储器等IC芯片的数据卡。IC卡是集成电路卡。在卡上，封装有符合ISO标准的芯片，有6或8个触点和外部设备
5、进行通信。在IC卡上可以有彩色图案和说明性文字。触点的位置如图1-1所示；IC卡基本内部结构如图1-2所示。当IC卡插入IC卡读卡器后，各接点对应接通，IC卡上的超大规模集成电路就开始工作，IC卡以其较小的体积，先进的集成电路芯片技术、独特的功能和保密措施手到了广泛的欢迎；IC卡系统的最大特点是实现真正的脱机运行。所谓脱机运行是指IC卡系统不以来PC机就可以正常工作，可以自动识别、判断、读写、记录、存储持卡人的信息；也可以将持卡人的信息传输给PC机。IC卡存储量大，存储量可以从几十字节到几兆字节；IC卡使用方便，便于携带；IC卡有一系列加密措施，能有效地防止密码被盗窃或破坏；IC卡对网络实时性
6、、敏感性要求较底；IC卡的防磁、防静电、抗干扰等性能较好；IC卡使用寿命长。IC卡特征及结构（以SLE4432和SLE4442为例）： (1)256*8的EEPROM用户存储卡； (2)32*1位保护存储器； (3)按字节寻址； (4)用户存储器中32字节的不可逆字节写保护； (5)2线制通信协议 ； (6)复位响应符合ISO标准7816-3； (7)擦写和写的编程时间各为2.5ms； (8)至少1万次写/擦除周期； (9)数据保持可达10年； (10)触点配置和串行接口符合ISO标准7816（同步传送）； (11)SLE4442特征 还具有在准确的24位可编程密码递交后，内部数据才能改变。
7、IC卡引脚配置。1.2 IC卡通信协议IC卡通信协议是一种在接口期间IFD和IC卡芯片间的二线制通信协议，所有I/O上的数据改变在时钟CLK下降沿进行。通信协议由四种方式组成；复位和复位响应；命令方式；输出数据方式；处理方式。1.复位和复位响应复位响应根据ISO标准7816-3执行，复位可在操作期间任何时候进行。起始时，RST的高状态H设置至低状态L，地址计数器随时钟脉冲一起置0，第一数据位（LSB）输出至I/O，连续输入31个时钟脉冲，可读出第一个4个EEPROM地址中内容，地33个始终脉冲恢复I/O至状态H，波形如图所示。在复位响应期间，任何开始和停止条件均被禁止。2.命令方式复位响应后，
8、芯片等待命令。每个命令由起始条件、一个3字节长命令和停止条件构成，波形如图所示。图1-3起始条件：CLK处于高状态H期间，I/O上的下降沿。停止条件：CLK处于高状态H期间，I/O上的上升沿。接收到命令后，有两种方式：读数据的输出方式和写（或擦除）的处理方式。3.输出数据方式图1-4在这种方式下，IC发送数据至IFD，波形如图所示，它表示输出数据时序图，在CLK上第一个下降沿后，I/O上第一位有效，最后一个数据位之后，需要一个额外的时钟脉冲，以设置I/O处于高状态，同时准备IC接收新的命令。在这种方式，任何起始和停止条件均被禁止。 4.处理方式IC卡必须连续接收时钟，直至到CLK下降沿之后切换
9、至低状态L的I/O被设置成高状态H，任何开始和停止条件在此方式期间均被禁止。1.3 IC卡的命令方式（1）命令格式每个命令由3个字节组成：字节1为控制字(位B7一B0)；字节2为地址（位A7A0）；字节3为数据（位D7D0）。命令开始时首先传送控制字节LSB。SLE4432和SLE4442提供4个命令，见表11 SLE4432还提供表11 SLE4442命令。（2）命令描述 (1)该主存储器命令此命令在任何情况下都可以读出主存储器的内容，从给定字节地址（N）至存储器结束。命令发出后，IFD必须提供足够的时钟脉冲，时钟个数为M(256N)*8+1 (2)读保护存储器命令 此命令可在任何时候读保护
10、存储器。在连续输入32个时钟脉冲后，将保护位传递到一个时钟脉冲，再输入一个时钟脉冲，I/O切换至高状态H个去。表S5E4432和SLE4442命令表 字节1控制字节字节2地址字节字节3数据字节操 作B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0A7A0 D7D00 0 1 1 0 0 0 0地 址无 效读输出的地址用户存储器结束0 0 1 1 1 0 0 0地 址输出数据编程输入对应的用户存储器0 0 1 1 0 1 0 0无 效无 效读保护存储器0 0 1 1 1 1 0 0地 址无 效写保护存储器的保护位字节1控制字节字节2地址字节字节3数据字节操 作B7 B6 B5 B4 B3 B2 B
11、1 B0A7A0 D7D00 0 1 1 0 0 0 1地 址无 效读保密存储器0 0 1 1 1 0 0 1地 址输入数据写编程输入地址对应的保密存储器0 0 1 1 0 0 1 1地址输入数据比较可编程密码PSC字节(3)读保密存储器命令将保护位传递到输出。与该保护存储器命令一样，此该保密存储器命令该山4个字节保密存储器内容,在输出数据方式期间时钟脉冲个数为32个，I/O经另外一个时钟脉冲切换至高状态H中去。如果可编程密码PSC校验不成功，参考字书节的输出就被禁止，I/O仍保持低状态。 (4)更新主存储器命令 此命令利用传送的数据字节，编程寻址的EEPROM字；这取决于新旧数据，在处理方式
12、期间将产生下列序列： 擦除和写(5ms)，对应M255个时钟脉冲： 写，不用擦除(25ms)，对应m124个时钟脉冲； 擦除，不写(25ms)，对应M124个时钟脉冲。更新主存储器时序图如图13所(5)更新保密存储器命令只有在成功地进行PSC验证之后，此命令才执行，反之，只有错识计数器(地址0)的各位可以从1至0。执行时间和要求的时钟脉冲与更新主存储器描述的一样。（6）写保护存储器命令写保护存储器命令将己编程在EEPROM内的数据与刚送入的数据进行比较，检验正确后，写保护位，使此数据信息不能再改变。假如数据比较不符合，写保护位将被禁，此命令的执行时间利要求的时间脉冲可参照更新主存储器命令。(7
13、)可编程密码PSC用法(只SLE4442使用)没有可编程密码四PSC比较，SLE4442所有存储器，除了保密存储器外，只能读出。对保密存储器的读存取只能操作错误计数器EC的3位，这3位可写，其他数据的输出将被禁止，即I/O保持“O”状态。保密字节可在比较步骤结束和校验通过后读出，此比较过程由4个步骤组成：写错误计数器EC(至少一位)，地址0；比较PSC字节1；比较PSC字书2，地址2：比较PSC字节3，地址3。每个码比较之后，I/O在跟随条件(处理方式)之后的第2个时钟脉冲，切换至高状态，错误计数器接着能被刷新，密码字节内的码允许改变。下面对写错误计数器及密码比较作一介绍。 写错误计数器 错误
14、计数器由bit0bit2的3位构成。在密码比较前、错误计数器必须至少写一位。密码比较结果将在错误计数器中反映。三次密码递交出错，IC卡将被阻塞，即卡中的EEPROM只能读出，再也不能修改。 密码比较 写完一次错误计数器之后，根据上面提到的次序，以不同的命令格式送入3个密码字节，此3字节比较操作的成功结果将通过刷新错误计数器来识别，只要施加上操作电压，此时可对所有存储器进行写存取。在错误发生情况下，只要错误计数器仍有效，整个过程可重复。IC卡一经使用，其密码也可像EEPROM中的任何其他信息一样允许进行改变。可编程密码PSC校验步骤如图14所示。图1-61.4 IC卡的种类及功能特点 IC卡根据卡中所镶嵌的集成电路的不同可以分成三类：（1）储存器卡 卡中的集
