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1、毕业论文-非接触式IC卡读写器设计 2021届毕业生毕业论文题 目: 非接触式IC卡读写器设计 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 2021 年 05 月 10 日摘 要本文介绍了以AT89S52单片机作为微控制器PHILIPS公司MF-RC500模块的非接触式IC卡读写器，阐述了该系统的组成、工作原理以及相应的软硬件设计。本文阐述了非接触式IC卡技术的根本原理，并对其读卡器在工程上的设计和开发作了研究。论文描述了IC卡系统的开展和现状，通过对射频识别技术原理的研究，揭示了射频IC卡系统的工作原理。介绍了Type A 型常用的卡片MF1 IC S50和对应读卡
2、器的设计方法和电路 使用专用射频读卡集成芯片RC500 ，并详细阐述了系统各个模块的组成和原理，给出了天线的设计标准。然后根据课题要求详细介绍了自主设计的一款Type A 型读卡器的核心部件射频模块的实现方案和具体电路。最后介绍了系统设计的软件局部，重点介绍了RC500的主要特性、根本指令集以及与Mifare1非接触IC卡数据通信的一些重要模块的编程思路和编程方法，给出了两个编程实例。实际测试证明该读写器完成了根本功能，运行稳定。IC卡；读写器；MF-RC500；射频识别Title Design of Reader for Contactless IC Card Abstract：With m
3、icro-computer AT89S52 as controller, the radio frequency technology as core, this paper describes the systems composition、work principle and design of hardware and software of contactless IC card read-write device base on MF-RC500 of PHILIPS Company .This paper introduces the basic principle of the
4、contactless IC card technology and the application of IC card reader. First the paper describes the development and the status quo of the IC cards system. Then the work principle of the radio frequency IC card system is discovered through studying the principium of the radio frequency technology. Wh
5、ereafter, the paper introduces the card MF1 IC S50 what is usually used in the cards of Type A, the design method and the circuit of the card reader device the device use the radio frequence chip reader module RC500 , and in detail analyzes the principle of every module, simply Points to the design
6、rules of the antenna circuit. Then, the paper in detail introduces the implement project about circuit and program of the kemel components of a Type A IC cards reader, the RF module, what is completely made by do-it-yourself. In the end, the paper introduces the software of the system, and the main
7、property and basic intruction set of a contactless IC card reader RC500 based on PhilipsMIFARE1 are introduced. And some ideals and methods of programme about the basilic module with data communication between the cards and RC500 are presented. Finally the two examples of programme are given. The Re
8、ad-Write Device is stabilized through test.Keywords: MCU；Contactless IC Card；Read-Write DeviceMF-RC500；Radio Frequency Identification；目 次1 绪论11.1 课题研究的背景和意义11.2 目前国内外研究现状21.3 本课题设计的主要工作和任务32 读卡器系统方案设计与实现42.1 IC卡介绍42.2 读卡器根本原理42.3 总体方案论证53 系统硬件设计与实现83.1 电源模块83.2 人机接口模块83.3 系统时钟模块93.4 存储模块103.5 MF-RC5
9、00读写模块113.6 通信模块174 系统软件设计与实现194.1 软件设计环境194.2 主程序的设计194.3 读/写卡程序设计204.4 读卡器外围根本电路程序的设计244.5 通信局部程序设计285 系统调试29结 论30致 谢31参 考 文 献32附录A 总电路图33附录B 读/写卡源程序341 绪论1.1 课题研究的背景和意义IC卡是集成电路卡 Integrated Circuit Card 的英文简称，在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根底上开展起来的，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平安可靠的信用卡方法
10、，并于1970年获得专利，那时叫ID卡 Identification Card 。1974年，法国的罗兰?莫雷诺 Roland Moreno 创造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 Bull 公司研制出世界第一枚IC卡1。早期的IC卡系统是接触式的，它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、根底设施投入大等。随着信息业和效劳业的全球化，在一些场合，对信息载体的便携性、平安性及易用性等方面提出更高的要求，于是非接触式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而备受国内外业界的瞩目。非接触式IC卡系统
11、是当今世界先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物，是世界上最近几年开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，使卡片在靠近读写器外表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、平安性高的特点，使得它在一些接触式IC卡不适用或者无法使用的场所，具有无可比较的优势，被广泛应用于公交、收费、门禁系统、考勤系统等领域。如IS014443A和IS014443B等。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
12、。为了适应这种开展趋势，非接触式IC卡的读卡器的开发与设计也迅速开展起来。智能卡的开展历史并不久远，而且全球各地开展不均衡，其中欧洲开展得最早、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年间得到了迅速开展。九十年代初期，智能卡开始应用于GSM数字移动通讯、有线电视的收费等领域。在美国，智能卡开展相对缓慢，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。Innovation国际创造组织统计，2
13、005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，其中电子金融卡等己经到达经济生产规模。我国对IC卡行业的开展始于1994年，当时的中央领导特别是江泽民同志高度重视IC卡行业，高瞻远瞩，指示要开展我国自己的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，但是己经取得了不小的成就。我国自1994年实施“金卡工程以来，推动了金融电子化、商业和流通领
14、域电子化的步伐，使我国银行业务得到迅速开展，并逐渐涉及医疗、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到达30%至40%,已成为世界智能卡应用开展最快的国家之一。目前在我国，随着金卡工程建设的不断深入开展，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加大、技术研发水平的提升，IC卡市场竞争格局将发生深刻的变化。随着政府智能卡工程的启动，国内企业技术实力和工艺流程的优化，使得国外品牌市场份额受到很大程度的限制，而国内品牌将会有快速的开展。今后的几年，是我国IC
15、卡系统应用向纵深开展的时期。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智能射频卡的制卡技术及其相应的读/写卡设备技术，仍处于落后状态。这极大地制约了IC卡行业的开展，特别是在要求有极高平安性和保密性的金融行业中，制约了我国金卡工程的实施和开展。设计和开发出更好的读卡设备，对加快我国IC卡行业的开展，特别是尖端的CPU卡及非接触式IC智能射频卡的推广应用，有着重大的意义。非接触式IC卡代表了IC卡开展的方向，同接触式IC卡相比其独有的优点使其能够在绝大多数场合代替接触式IC卡的使用，而在非接触式IC 卡应用系统中非接触式IC卡读卡器是关键设备。根据课题设计要求，本课题将开发一种基于飞利浦公司MF-RC500读卡芯片的非接触式IC卡读卡器，其具有以下特点能识别TYPEA型卡片，读取卡号，并有防冲突功能；能对TYPEA 的卡片进行高层操作；可以使用RS232通信接口输出来与上位机之间通信；可根据实际需求将其作为门禁系统中的读卡器，或者一卡通系统中的读卡器。本设计完成后所要到达的主要指标有： 1 显示系
