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1、郑州轻工业学院本科毕业设计（论文） 题 目 基于单片机的非接触式 IC卡读写器软件设计 学生姓名 专业班级 电子信息工程11-01班 学 号 院 （系） 电子信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年06月05日 基于单片机的非接触式IC卡读写器软件设计郑州轻工业学院电气信息工程学院本科毕业设计任务书题目 基于单片机的非接触式IC卡读写器软件设计 专业 电子信息工程 学号 541101030158 姓名 主要内容：本课题要求基于单片机设计IC卡读写器的软件部分，实现非接触式IC卡与读写器之间的数据通信，通过读写器对IC卡存储器内的数据进行读取、修改操作，并把结果显示于液晶屏。基本要求：1.
2、查阅国内外射频识别技术文献资料，了解各种射频识别模块基本资料，掌握其工作原理；2. 掌握MFRC500的工作原理及基本流程；3. 掌握各个模块电路的功能，并在液晶屏上实现；4. 完成开题报告、文献综述、英文文献翻译和论文等工作。主要参考资料：1 王爱英.智能卡技术M.北京：清华大学出版社，2009.1-2.2 李朝青.单片机原理及接口技术 航空航天大学出版社，2003.3 卢修竹.基于MFRC500的集成RFID读写器设计与研究J.2007. 完 成 期 限： 2015.03 2015.06 指导教师签名： 专业负责人签名： 2015年 3 月 1 日基于单片机的非接触式IC卡读写器软件设计摘
3、 要本设计是以单片机STC89C52RC为核心部件的射频读写系统，利用MFRC500来完成充值、扣费、复位等功能，本设计主要用到键盘模块，天线匹配和12864液晶模块！来获得射频识别自动化的体验。而现代射频识别技术，也有助于实现人们工作和生活管理的自动化，大大减轻了社会中复杂的劳动，节省人们的时间，提高人们的物质、文化生活水平。RFID技术正引领着社会的发展的动力。随着技术的高速发展，科学的日新月异，IC卡在功能、形状、种类等等发生了很大的变化，应用也很广泛。可以料想，在将来RFID技术将以火箭式的态势迅速发展，射频识别技术会应用在社会的各行各业，人们的生活的方方面面，像我们平常在生活中使用的
4、公交卡就是IC卡家族中的一员。 关键词 阅读器芯片 STC89C52单片机 液晶模块 I基于单片机的非接触式IC卡读写器软件设计SCM CONTACTLESS IC CARD READERSOFTWARE DESIGNABSTRACTThe design is based on the core components of SCM STC89C52RC RFID reader system, using MFRC500 to complete recharge, deductions, reset function to obtain RFID automation experience.Th
5、e modern radio frequency identification technology, also helps automate the management of peoples work and life, greatly reducing the complexity of labor in society, people save time and improve the peoples material and cultural living standards. RFID technology is an important symbol of social prog
6、ress.This design uses a keyboard module, antenna matching and 12864 LCD module!The design uses a C language rather than assembly language programming, mainly because the C language has a strong readability and portability, ease of improved and expanded, can greatly shorten the development cycle of s
7、oftware development, the use of single-chip C language programming SCM is the inevitable trend of development and application.KEY WORDS mfrc500 stc89c52rc 12864 LCD moduleI基于单片机的非接触式IC卡读写器软件设计目 录中文摘要I英文摘要II1 绪论11.1 课题背景11.2 课题的工作目标和意义11.3 IC卡的应用与发展前景22 总体方案设计32.1 射频识别的应用系统架构32.1.1 阅读器42.1.2 应答器42.2
8、IC卡选型52.3 MFRC500芯片介绍73 硬件电路设计93.1 STC89C52RC最小系统介绍93.1.1 STC89C52RC功能介绍93.1.2 晶振电路113.1.3 复位电路123.1.4 蜂鸣器报警电路133.2 键盘电路133.3 显示电路143.4 电源及USB通讯电路163.5 天线电路173.6 阅读器电路194 软件设计214.1 阅读程序设计214.2 显示程序设计234.3 键盘程序设计245 电路仿真调试255.1 系统的原理图与PCB版图255.2 电路板的安装与调试255.3 系统的调试266 结束语30致 谢31参考文献32附 录33 IV1 绪论1.1
9、 课题背景智能卡的理念是1970年提出的，是集成电路卡（Integrated Circuit Card）的缩写.以前的卡片是接触型的磁卡, 它本身存在着很多很多的缺点,而随着科技的发展和信息全球化，这样的磁卡用在某些场合使用，非常不方便，于是接触式IC卡就要进行改进，而刚好非接触式IC卡的优点正是它所不具有的，因此，非接触式IC卡就这样在各行各业中流行起来。 法国人罗兰莫里诺（RolandMoreno）于1974年申请了一项世界专利。莫里诺认为，总有一天，我们每个人手中将人手一张不同于传统的智能卡，这就像如同你雇佣了一位非常可靠的电子商务理财能手。而后法国布尔（BULL）公司于1976年率先制
10、造出IC卡产品。智能卡按照读卡器的通信方式，可将IC卡分为传统类型的接触式智能卡以及现代很流行的非接触式智能卡两种。但是接触式IC卡存在很多缺点，触点容易磨损、易腐蚀、数据丢失、开放外置的阅读器无法防止被破坏。而非接触式IC卡通过与其他的通讯设备联络信号，另外，读取信息的方式也有所改变，使非接触型卡片的优点明显，这是电子同学行业的动力，现在这项技术已经应用到生活、工作、学习、休闲中普遍使用。1.2 课题的工作目标和意义现如今，整个IC卡行业的发展方向已经很明确了，就是主要以非接触为主，其有着相对好的优点，使接触式IC卡已成明日黄花。根据课题的任务与设计目标，本设计将开发以STC89C52单片机
11、为核心的MFRC500的非接触式读卡器，具有以下的任务特点：通过MFRC500阅读器芯片能够对M1卡进行序列号的读取，对数据块的读写，能够通过按键进行数据的增值减值的操作，将读取到的数据在LCD12864上显示的功能。通过实验操作，读卡器能够很好的实现功能。通过本课题的设计，我们可以更好的进一步的了解射频识别技术的优点，它能让我们的生活简单化、快捷化。同时也发现了不足和可以改进的地方，我相信，在不远的将来，射频识别技术会在我们的生活中更为的普遍与流行，也将推动整个世界的前进。1.3 IC卡的应用与发展前景IC卡应用领域广泛，而且每种应用的实现都会形成一个广阔的市场。IC卡的应用按作用距离可以为
12、分近应用接触和远应用接触。因此可以说射频识别技术是中国电子行业的动力所在，引领者中国电子射频通信行业的前进方向。 随着技术的高速发展，科学的日新月异，IC卡在功能、形状、种类等等发生了很大的变化，应用也很广泛。可以料想，在将来RFID技术将以火箭式的态势迅速发展，射频识别技术会应用在社会的各行各业，人们的生活的方方面面，像我们平常在生活中使用的公交卡就是IC卡家族中的一员。Internet的快速的革新和IC卡技术趋于成熟，信息整合化和经济全球化，这些因素都推动了射频技术的应用与发展。总的来说，射频识别在将来与其他的科学整合，像全球定位系统（GPS）和生物识别技术等等，实现不同区域，不同行业的结
13、合。虽然IC卡市场正在走向成熟，但对于高端的主机控制、制卡技术以及其相应的设备技术支持，仍处于落后状态，这极大的阻碍了其发展，因此设计和开发出性能优良的读卡设备，加快我国IC卡行业的发展和推广，有着重要的意义。2 总体方案设计智能卡读写器的总体方案设计主要分为两个主要的部分：一是系统的硬件方案设计要确定电路中的各个模块电路的功能和系统的总体的硬件方案；二是系统的软件设计方案，主要是包括软件设计的流程图和部分功能的程序。在硬件系统设计中将电路划分为不同的模块，并确定其功能，然后通过不断的查阅资料，学习与本设计相关的知识，并且反复对系统的硬件设计方案进行论证以及向老师的求证，最终确定了系统的设计方
14、案，下面将详细讲述各部分的器件的选材及在本设计中的具体应用。通过对电子元器件的选择和电路的分析和设计，基本的电路已经确定各部分的电路功能也基本确定。本次设计的微控制器用的是STC89C52，阅读器芯片选用的MFRC500，IC卡选用的是Mifare1 S50卡，采用74LS164驱动2*8键盘为输入电路部分，采用LCD12864显示，根据模块的描述可以确定系统主控制器的系统框图 如图2-1所示：图 2-1 系统原理框图2.1 射频识别的应用系统架构基本的射频识别系统通常包括由阅读器、应答器以及外围的通信接口的电路等构成。首先由阅读器内部发出能量使应答器感应，当应答器收到感应后，会在与阅读器两者之间同时发送数据。具体的如图2-2所示：图2-2 RFID的基本原理框图2.1.1 阅读器 阅读器也有一些其他的称呼，如读写器、基站等。实际上在RFID系统中，也可以将应答器固定安装，而将阅读器应用于移动状态。其内部主要是由一个微控制器起到动作的控制以及通信接口的控制，另外，内部的时钟电路使其与振荡器连接，然后经由发送通道传到天线，并由其通过接受通道反馈到微控制器。如图2-3所示：图
