免費--基于單片機的IC卡讀寫器設計(一

1、免費-基于單片機的IC卡讀寫器設計(一     2013-06-16 01:04        導讀：電子信息工程論文畢業(yè)論文，免費畢業(yè)論文-基于單片機的IC卡讀寫器設計(一論文樣本，在線游覽或下載，海量論文供你參考：        1、本選題研究的目的及意義  本選題          

2、  1、本選題研究的目的及意義 本選題的目的是利用89C51單片機設計一個IC卡讀寫器，在理解單片機應用原理的前提下，來提高IC卡讀寫器的可靠性。在IC卡讀寫中出現問題時，能及時告警并恢復到正常狀態(tài)。理解IC的讀寫軟件結構，用具體的軟件系統(tǒng)來完成IC卡的讀和寫的功能。 對于89c51單片機它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。而且現在應用單片機編寫的程序可以實現高智能，高效

3、率，以及高可靠性。所以，深入掌握單片機的功能可以有效的用單片機來實現IC卡的讀與寫。 而且由于IC卡的存儲容量大，安全保密性好，使用方便，具有數據處理能力，使用壽命長。它除了涵蓋傳統(tǒng)磁卡的全部功能外，還拓展到多磁卡所不勝的領域。目前，IC卡除了在金融系統(tǒng)外，在非金融系統(tǒng)也得到了廣泛應用。如在通信領域中的公用電話卡、移動電話的SIM卡；在交通領域中的駕駛員執(zhí)照卡、停車收費卡、公共交通設施的自動收費卡及公共交通工具的自動收費卡等；另外在醫(yī)療保健、身份識別、校園及消費娛樂領域中也得到了具體的應用。如今IC卡已深入到人們的各項生活中，無處不在。因此，基于單片機IC卡讀寫器設計的研究是一個非常

4、有意義的課題。2、本選題國內外研究狀況綜述 國內外IC卡市場經過十幾年的發(fā)展，目前進入到發(fā)展的調整階段中，雖然尚存在著一些問題，但總體發(fā)展趨勢已經在朝著良好的局面前進。展望未來幾年IC卡市場狀況，前景將更加美好。具體將體現在以下幾個方面：  1）在移動電話領域：移動電話卡仍將是市場的主流產品之一。從出貨量來看，未來五年至少將會有20億張的數量，而發(fā)到最終用戶手中的卡片也將呈增長的趨勢。特別是隨著3G時代的來臨，將會有大量的增長。 2）在第二代居民身份證換發(fā)領域：按照公安部的統(tǒng)一部署，至2008年底，將基本換發(fā)完畢，即換發(fā)9億張。第二代居民身份證除公安應用領域外，其

5、應用領域涉及上百余種，如銀行、旅館、股票、郵政、機場、社會保障、工作就業(yè)等等。 3）在銀行與金融服務業(yè)：盡管EMV遷移的動力不足，但其前景還是相當廣闊的。目前我國銀行磁卡已發(fā)卡9億多張，同時隨著我國國力的進一步增強，人民生活水平的不斷提高，出國旅游人數劇增，雖然EMV遷移的風險轉移越來越突出，但符合EMV2000標準的發(fā)卡數量在5年內仍舊會有突破性地增長，到2010年其數量將以千萬計。 4）在教育系統(tǒng)學生證件卡及校園一卡通方面：目前教育部和各級地方政府正在探討教育系統(tǒng)學生證件卡及校園一卡通的統(tǒng)一標準問題。如果一旦實現統(tǒng)一標準，將進一步推動教育事業(yè)的發(fā)展，其發(fā)卡量將數以億計。

6、 5）在城市交通卡方面：城市交通卡將向區(qū)域性一卡通方向發(fā)展，如從長三角地區(qū)、珠江三角洲向周邊地區(qū)延伸。 6）在勞動與社會保障卡方面：隨著我國社會保障體系的不斷完善，加之勞動與社會保障卡已有行業(yè)標準，其在五年內發(fā)卡量將有明顯增長。如上海的社保卡已向鄉(xiāng)鎮(zhèn)及流動人口發(fā)展。7）在政府機構和企業(yè)身份識別和存取管理卡方面：這種卡是解決在共享信息和信息化基礎設施的同時，保證系統(tǒng)和信息安全的重要措施。它是基于PKI技術，解決信息的真實性、完整性和不可否認性的 要求，保證系統(tǒng)和信息安全，以求不同身份的用戶共享信息，各取所需。這種卡的需求量將與日俱增。當然這種卡的形式可以是智能卡的形式，也可以

7、是USB KEY 的形式。 8）IC卡向射頻識別(RFID)領域發(fā)展：金卡辦自2004年第七屆全國IC卡應用工作會后，已把RFID技術和電子標簽應用正式列入國家金卡工程重點工作，并著手組織應用試點。經過一年多的調研和探討，經有關行業(yè)和地方申報，已在有條件的部門和地方啟動了試點工作，正積極、穩(wěn)妥地推進RFID應用示范工程建設。如面向工業(yè)生產過程與安全生產管理，促進生產力發(fā)展；服務于“三農”，推進農業(yè)（農產品）產業(yè)化；重要物品的防偽和動態(tài)管理；供應鏈與現代物流管理；數字旅游產業(yè)與現代服務業(yè)等。3、本選題研究的主要內容及寫作大綱 1）主要內容： 本選題首先對基于單片機I

8、C卡讀寫器的總體概述，再針對系統(tǒng)所使用的單片機的性能和發(fā)展情況做了簡單介紹，對設計IC卡的ATMEL89c51芯片做性能方面的說明。 同時，本選題對IC卡讀寫器的硬件、軟件分析設計，對各部分電路進行介紹，最終完成系統(tǒng)硬件的電路。將設計的軟件反復的模擬運行、調試，修改簡化的軟件系統(tǒng)，進而完成IC卡讀寫器的讀與寫的功能。 2）大綱內容如下： 緒論：主要包括基于單片機IC卡讀寫器研究的目的和意義，目前國內外的發(fā)展現狀，以及研究的主要內容。 IC卡讀/寫器有關方面：介紹IC卡讀/寫器，進而對IC卡進行初步的了解。再概述下IC卡讀/寫器應用領域，突出IC卡在如今生活的重要性

9、。最后綜述IC卡讀/寫器的發(fā)展趨勢，常用IC卡讀/寫器的制作方法，從而進一步加深對IC卡的研究。 IC卡讀/寫器的設計思想：有關ATMEL89c51單片機介紹，對89c51芯片加深理解，知道89c51芯片的功能。再對單片機時序，讀/寫的啟動與停止時序進行編寫，進行調試，修改，從而完善單片機對IC卡讀寫器的讀寫的啟動和停止功能。 （ 編輯整理） IC卡讀/寫器的硬件設計：對ATMEL89c51單片機芯片的IC卡讀寫器設計，第一步： SCL和SDA兩條邏輯控制引出端線的啟動與停止來產生控制讀寫的“開始”“停止”標志信號；第二部：寫操作時序；第三步：讀操作時序。 讀寫器硬件電路，

10、畫出電路原理圖，對原理圖里的器件做必要說明。讀寫原理分析，IC卡的上下電控制；IC卡與CPU間串行信號的限流；串行通信接口的實現；工作狀態(tài)的效應提示。 IC卡讀/寫器的軟件設計：軟件設計思路，畫出讀寫器軟件結構；對軟件系統(tǒng)進行分析。系統(tǒng)功能結構及需求，系統(tǒng)測試方案設計。 結論： 致謝4、主要參考文獻1高鋒.單片微型計算機原理與接口技術.科學出版社，2007.042胡漢才.單片機原理機接口技術M .北京：北京清華大學出版社，2004.33薛曉書.單片微型計算機原理及應用西安交通大學出版社，20074昊金戍沈慶陽805l單片機實踐與應用M.清華大學出版社5蘇康健，曹柏

11、榮，等單片機原理及應用M.高等教育出版社6沈紅衛(wèi) 單片機應用系統(tǒng)設計.北京航空航天大學出版社 2003.17謝宜仁，單片機實用技術問答人民郵電出版社，20038何立民.單片機應用系統(tǒng)設計 北京航空航天大學出版社. 19999劉守義 單片機應用技術  西安電子科技大學出版社  2002.410唐俊翟，馮軍勤等.Protel DXP應用實例教程.北京：冶金工業(yè)出版社，2004. 11李法春 單片機原理及接口技術案例教程&nbs     2013-06-16 01:04     &#

12、160;  導讀：p; 機械工業(yè)出版社 12王洪慶 計算機控制技術 機械工業(yè)出版社 5、完成措施及寫作進度計劃 完成措施： 1)上網查資料搜索相關的資料，了解該課題的國內        p; 機械工業(yè)出版社   12王洪慶 計算機控制技術 機械工業(yè)出版社5、完成措施及寫作進度計劃 完成措施： 1)上網查資料搜索相關的資料，了解該課題的國內和國外的研究現狀,技術上存在的不足和缺陷。 2)確定研究的方向和點,集中某個點方向去研究和探討該課題

13、。 3）明確該課題所要研究內容,涉及到的原理,如何在技術層面上有所改進,去圖書館查閱相關的資料和書籍,深刻的研究原理,達到精通的程度,后去設計和在技術上進行創(chuàng)新。 4）和導師隨時保持聯(lián)系,按進度去完成內容,按老師的修改意見去改進。 5）查閱期刊,了解該課題的最新發(fā)展狀況。 6）在有條件的情況下，進行相關的實踐。 7）至少每一月向學校匯報一次研究情況  進度安排： 1）選題。(第10周) 2）開題報告定稿。（第1013周） 3）初步設計（第1417周）：在老師指導下完成方案設計，查閱資料完成所需要

14、的技術和知識準備。掌握完成設計所需要的環(huán)境與工具，通過必要的實驗，搭建設計的基本模型與框架，完成初步的，保證在開始后可以獨立開展設計活動，并上交指導老師。 4）獨立設計階段（第18周2009-10學年第二學期第5周）基本完成設計的同時，寫出畢業(yè)設計報告初稿。 5）設計完成階段（2009-10學年第二學期第6周12周），完善設計，撰    6）論文驗收與評審。（2009-10學年第二學期第13周） 7）階段。（2009-10學年第二學期第1314周）非接觸式IC卡讀寫器的設計中國大學排名 摘 要  主要介紹一種基于Philip

15、s公司的MFRC500的射頻識別讀寫器的設計：在介紹系統(tǒng)的組成以及MFRC500片的主要特性和內部結構基礎上，介紹了Mifare1非接觸IC卡與其讀寫器進行數據通信的操作過程，接著給出天線的設計規(guī)范，最后給出AT89C51與MFRC500的接口原理圖，對MFRC500進行控制與通信，結合外圍電路設計，實現了對Mifarel卡的讀寫操作。實際應用表明該解決方案具有運行穩(wěn)定、硬件實現簡單、易于進行二次開發(fā)的優(yōu)點。  關鍵詞 單片機AT89C51  射頻識別技術  讀寫器PCDMFRC500目   錄前言1設計任務分析2非接觸式IC卡的設計

16、3系統(tǒng)工作原理3系統(tǒng)的組成4系統(tǒng)硬件組成5單片機部分5基站部分9時鐘電路12匹配電路13串行存儲器14接口電路15系統(tǒng)軟件設計17初始化并行串口18Mifare1卡的操作18讀卡程序19 結束語21致謝詞22參考文獻23   前言 非接觸式IC卡是射頻識別技術與IC技術的結合而出現的，自出現以來就成為這兩重技術的重要發(fā)展方向。由于具有安全性，智能性，較大存儲容量，更好的應用環(huán)境適應性，讀寫設備簡單，操作速度快等優(yōu)點，其技術和應用發(fā)展十分迅速，當前在國內已大量普及。可以相信，隨著大規(guī)模集成電路和制造工藝的發(fā)展及開發(fā)工具的日漸成熟，非接觸試IC卡必將在我國各

17、個領域廣泛應用。 我國現在已經開始在很多城市的公共交通，考勤，身份證，校園一卡通等行業(yè)大量使用非接觸試IC卡，特別是其中的距離識別卡得到廣泛應用，相應的讀卡器也隨之得到了較普遍的應用。隨著射頻技術的推廣，Mifare1卡已經廣泛應用于公共交通終端、手持終端、板上單元、非接觸式PC終端等各個非接觸式通信場合。 非接觸式智能卡讀寫系統(tǒng)是射頻技術中的一個重要組成部分，可完成指令分析、數據采集等諸多功能。這種射頻讀寫系統(tǒng)的實現原理如下：由讀寫器向Mifare1卡，也就是射頻卡發(fā)射特定頻率的無線電磁波。當射頻卡靠近讀寫器時， 受讀寫器發(fā)射的電磁波激勵，卡片內的LC諧振電路產生共振并且

18、接收電磁波能量。當射頻卡接收到足夠的能量時，就將卡內存儲的識別資料以及其他數據以無線電波的方式傳輸到讀寫器并且接受讀寫器對卡內數據的進一步操作。 本文提出了一種基于MFRC500的Mifare1卡讀寫器設計方案，該方案采用AT89C51單片機實現對MCM(Mifare Core Module)的控制。  本文的設計方案具有硬件實現簡單、易于軟件二次開發(fā)等優(yōu)點。同時，由于良好的電磁兼容性，該系統(tǒng)比較穩(wěn)定，通信可靠性得到了保證。下面首先給出了系統(tǒng)的總體結構以及方案設計，然后從硬件設計及軟件設計兩個方面對系統(tǒng)進行了討論和說明。 設計任務分析 本次我的設計任務是

19、基于非接觸式IC卡的讀寫器的硬件部分。 目前經常接觸到的IC卡有兩種：接觸式的和非接觸式的IC卡。接觸式的IC卡通過機械觸點從讀寫器獲取能量和交換數據；非接觸式IC卡通過線圈射頻感應從讀寫器獲取能量和交換數據，所以又稱射頻卡。 接觸式IC卡具有存儲量大(以兆為單位)，保密功能強(有多重密碼設置和認證功能)，可實現一卡多用。但是，這類     2013-06-16 01:04        導讀：IC卡讀寫器以射頻識別技術為核心，讀寫器內主要使用了1片Mif

20、are卡專用的讀寫處理芯片MMM微模塊。已是一個小型的最大操作即離達20-30mm的Mifare讀/寫設        IC卡讀寫器以射頻識別技術為核心，讀寫器內主要使用了1片Mifare卡專用的讀寫處理芯片MMM微模塊。已是一個小型的最大操作即離達20-30mm的Mifare讀/寫設各的核心器件，其功能包括調制、解調、產生射頻信號、安全管理和防碰撞機制。內部結構分為射頻區(qū)和接口區(qū)：射頻區(qū)內含調制解調器和電源供電電路，直接與人線連接;接口區(qū)有與單片機相連的端日，還具有與射頻區(qū)相連的收/發(fā)器、16字節(jié)的數據緩沖器、存

21、放64對傳輸密鑰的ROM、存放3套密鑰的只寫存儲器以及進行三次證實和數據加密的密碼機、防碰撞處理的防碰撞模塊和控制單元。這是與射頻卡實現無線通信的核心模塊，也是讀寫器讀寫Mifare卡的關鍵接口芯片。讀寫器工作時，不斷地向外發(fā)出一組固定頻率的電磁波(13. 6MHz)，當有卡靠近時，卡片內有一個LG串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器的發(fā)射頻率相同，這樣在電磁波的激勵下，LG諧振電路產生共振，從而使電容充電有了電荷。在這個電容另一端，接有一個單向導電的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內存儲。當電容器充電達到2V時，此電容就作為電源為卡片上的其他電路提供工作電壓，將卡內數據發(fā)射出去或接收讀寫器發(fā)出的

22、數據與保存。 基于單片機AT89C51的非接觸式IC讀寫器的設計  本文設計采用AT89C51單片機、MFRC500以及外圍電路實現讀寫器的基本組成。讀寫器與Mifare1卡由射頻場來建立無線鏈接并進行數據交換。系統(tǒng)總體結構如圖2-1 所示。                            &

23、#160;   圖2-1  系統(tǒng)總體總圖  系統(tǒng)的工作方式主要是由AT89C51對MFRC500進行控制與通信，MFRC500驅動外圍電路對Mifare1卡進行讀寫操作。具體說來，MCU(微控制器，即AT89C51)通過串行口接收PC機的指令，完成對卡的操作和整個讀寫器的管理；MFRC500負責信號的編碼、解碼，信號的調制、解調；外圍電路建立讀寫器同射頻卡之間的聯(lián)系，此部分的設計直接影響到射頻功率的大小以及系統(tǒng)的抗干擾能力；Mifare1卡是系統(tǒng)的應用終端，接收讀寫器的指令并返回指令執(zhí)行結果。三、系統(tǒng)工作原理 （ ）   系

24、統(tǒng)數據存儲在無源Mifare卡，也就是PICC中。從圖3-1可以看出，PCD的主要任務是傳輸能量給PICC，并建立與之的通信。PICC是由一個電子數據作載體，通常由單個微型芯片以及用作天線的大面積線圈等組成；而PCD產生高頻的強電磁場，這種磁場穿過線圈橫截面和線圈周圍的空間。因為MFRC500提供的頻率為13.56MHz ，所以其波長比PCD的天線和PICC之間的距離大好多倍， 可以把PICC 到天線之間的電磁場當作簡單的交變磁場來對待。PCD天線線圈發(fā)射磁場的一小部分磁力線穿過PICC的天線線圈，接著PICC的天線線圈和電容器C構成振蕩回路， 調頻到PCD的發(fā)射頻率。回路的諧振使PICC線圈

25、的電壓達到最大值， 將其整流后作為數據載體( 微型芯片) 的電源。PICC啟動之后，可與PCD之間進行數據通信。                                          &#

26、160;           圖3-1  系統(tǒng)工作原理  如上所述可以看出，PCD的性能與天線的參數有著直接的關系。在對天線的性能進行優(yōu)化之后，PCD的讀卡距離可以達到10cm。         四、系統(tǒng)組成 從圖4-1可以看出，系統(tǒng)主要由MCU 、時鐘芯片、MFRC500、液晶屏、看門狗以及485通信模塊組成。系統(tǒng)的工作方式主要是，先由MCU控制MFRC500驅動天線對Mif

27、are卡，也就是應答器(PICC)，進行讀寫操作。然后，根據所得的數據對其它接口器件，如液晶屏、EEPROM 、時鐘芯片等，進行響應操作。最后，與PC機之間進行通信， 把數據傳給上位機。                                  

28、60;         （ ）                                   圖4-1  系統(tǒng)組成框圖五、系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)硬件主要包括微型單片機A

29、T89C51、MFRC500、時鐘電路、匹配電路及接口等外圍電路。下面給出各部分的詳細說明及相關設計。單片機部分 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。 該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的

30、方案。                   2013-06-16 01:04        導讀：; 圖5-1 AT89C51 管腳圖 1主要特性： (1) 8031 CPU與MCS-51兼容 (2)4K字節(jié)可編程FLASH存儲器(壽命：1000寫/擦循環(huán)) (3) 全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz (4) 三級程序存儲器保密鎖  

31、;                       圖5-1  AT89C51 管腳圖1主要特性：(1) 8031 CPU與MCS-51兼容(2)4K字節(jié)可編程FLASH存儲器(壽命：1000寫/擦循環(huán))(3) 全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz(4) 三級程序存儲器保密鎖定(5) 128*8位內部RAM(6) 32條可編程I/O線(7) 兩個16位定時器/計數器(8) 6個

32、中斷源(9) 可編程串行通道(10) 低功耗的閑置和掉電模式(11) 片內振蕩器和時鐘電路2管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FLASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FLASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高

33、，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校

34、驗時接收高八位地址信號和控制信號。  P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 P3.0 RXD （串行輸入口） P3.1 TXD （串行輸出口） P3.2/INT0 （外部中斷0） P3.3/INT1 （外部中斷1） P3.

35、4 T0 （記時器0外部輸入） P3.5 T1 （記時器1外部輸入） P3.6/WR （外部數據存儲器寫選通） P3.7/RD （外部數據存儲器讀選通） 表5-1  P3口特殊功能 P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正

36、脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。   /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。   /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存

37、儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 （ ）    XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。   XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3振蕩器特性：    XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號

38、要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。4芯片擦除：    整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件

39、復位為止。 (二) 基站部分 系統(tǒng)的基站單元采用PHILIPS公司生產的MFRC500。 芯片MFRC500是應用于13.56 MHz非接觸式通信中高集成讀卡器IC系列中的一員。該讀卡IC利用先進的調制和解調概念，完全集成了13.56 MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協(xié)議。MFRC500能夠支持ISO14443A所有的層。其內部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅動近操作距離的天線(可達100 mm)；MFRC500的接收器部分提供有一個堅固而有效的解調和解碼電路，可用于ISO14443兼容的應答器信號；數字部分則用于處理ISO1

40、4443A幀和錯誤檢測(奇偶&CRC)。此外，它還支持快速CRYPTO1加密算法，以用于驗證Mifare系列產品。其方便的并行接口可直接連接到任何8位微處理器上，這樣就給讀卡器和終端的設計提供了極大的靈活性。    MFRC500采用SO32封裝的管腳配置如圖5-2所示         &nb     2013-06-16 01:04       &#

41、160;導讀：圖5-2 MFRC500的S032封裝腳配置 1 RC500系統(tǒng)結構 RC500系列模塊的核心部份包括一個控制用微處理器和一個MIFARE基站芯片。它能獨立完成對MIFARE卡的所有操作，              圖5-2  MFRC500的S032封裝腳配置 1 RC500系統(tǒng)結構 RC500系列模塊的核心部份包括一個控制用微處理器和一個MIFARE基站芯片。它能獨立完成對MIFARE卡的所有操作，它還具有與用戶主系統(tǒng)

42、的串行通信能力，可根據用戶系統(tǒng)的命令完成對MIFARE卡的讀寫操作，并將所得數據返回給用戶系統(tǒng)，這個用戶系統(tǒng)可以是一個主控板或PC機RC500系列模塊提供多種通信方式與用戶系統(tǒng)進行通信，極大地方便了用戶的聯(lián)接RC500系列模塊硬件主要由中央微處理器（AT89C51）、MIFARE基站芯片、高頻電路、模塊天線、RS232通信電路、復位電路、LED狀態(tài)顯示和喇叭驅動電路等組成。其硬件結夠圖為  2RC500系統(tǒng)功能說明 RC500系列讀寫器/模塊可以完成對MIFARE系列卡片M1、ML10卡的所有讀寫操作，其操作由連接的主控系統(tǒng)發(fā)出的讀寫命令控制完成，具體可以完成如下

43、功能： (1) 模塊操作：連接模塊，讀取模塊號， (2) 卡片呼叫：讀取卡類型，讀取卡片序列號 (3) 卡片激活 (4) 防碰撞選擇 (5) 卡片密碼操作：密碼認證，寫密碼 (6) 卡片數據塊讀取 (7) 卡片數據塊寫入 (8) 電子錢包的操作：加/減電子錢包，讀/寫電子錢包等 (9) 卡片睡眠 (10) 讀寫卡片距離：RC500V00: >6 cm。           

44、0;       3MF RC500的主要特點如下： (1) 帶有高集成度模擬電路以用于卡應答的解調和解碼； (2) 緩沖輸出驅動器可使用最少數目的外部元件以連接到天線；   (3) 近距離操作(可達100 mm)；  (4) 有用于連接13.56 MHz石英晶體的快速內部振蕩器緩沖區(qū)；   (5) 帶低功耗的硬件復位功能；  (6) 并行微處理器接口帶有內部地址鎖存和IRQ線；  (7

45、) 有易用的發(fā)送和接收FIFO緩沖區(qū)；  (8) 支持MIFARE Clasic； (9) 支持MIRFARE有源天線； (10) 適合高安全性的終端。                                 &

46、#160;                                       4. RC500系統(tǒng)操作命令    廣州網源科技有限公司 RC500系列MIFARE讀寫器/

47、讀寫模塊提供了對MIFARE卡的完整的操作命令，這些命令可以通過RC500模塊與用戶主控方之間的通信，由主控方發(fā)出，完成用戶對卡片的操作。  RC500系統(tǒng)提供的操作命令分為三個部份： 模塊操作命令：本命令集提供對模塊本身的操作 基礎命令集：提供了對MIFARE卡片的最基本（底層）的讀寫及控制操作。5. 通信方式  RC500系列模塊提供的三種通信協(xié)議分別是： (1) 標準RS232通信協(xié)議 (2) TTL電平RS232通信協(xié)議 (3) LD 自定義格式通信協(xié)議 RC500(S)以RS232形式與外部單元通訊；&#

48、160;RC500(T)以TTL電平方式與外部單元通訊； RC500(I)以LD-Form自定義通訊方式與外部單元通訊；  (三) 時鐘電路 MFRC500內部集成了振蕩器緩沖， 連接外部的13.56MHz 的石英震蕩晶體， 以獲取低相位抖動，如圖5-3 所示。由于提供給MFRC500的時鐘要作為同步系統(tǒng)的編碼器和解碼器的時間基準，因此頻率的穩(wěn)定性是正確執(zhí)行的一個重要因素， 為了獲得最佳性能， 時鐘抖動應該盡可能小。            

49、60;  圖5-3  時鐘電路 (四) 匹配電路 匹配電路包括EMC低通濾波器、接收電路、天線匹配電路和天線。EMC 低通濾波電路：MIFARE系統(tǒng)在13.56MHz頻率下操作，石英晶振產生用于驅動MFRC500以及作為驅動天線的13.56MHz 能量載波的基頻，這樣會產生比該頻率更高的諧波，因此對輸出信號必須進行適當的濾波，低通濾波器元件包括L0 和C0，如圖5-4所示。             圖5-4 低通濾波電路 接收

50、電路：MFRC500的內部接收部分使用一個受益于副載波雙邊帶的概念裝入卡響應的調整，因此可以使用內部產生的VMID電勢作為RX 腳的輸入電勢。為了提供一個穩(wěn)定的參考電壓，必須在VMID 腳接一個對地電容，如圖5-5 所示。                                 圖

51、5-5  接受電路 天線匹配電路     2013-06-16 01:04        導讀：sp; 圖5-6 天線匹配電路 天線：天線設計中，最重要的是計算出天線線圈的電感量，從而確定天線旁路電容和電阻值。一般采用經驗公式對線圈電感量進行估        sp;          &#

52、160;               圖5-6  天線匹配電路 天線：天線設計中，最重要的是計算出天線線圈的電感量，從而確定天線旁路電容和電阻值。一般采用經驗公式對線圈電感量進行估算。假設天線設計為常用的環(huán)行或者矩形，則有：                   

53、;式中，為導體環(huán)一圈的長度；為導線直徑或者PCB板上導體的寬度；K為天線形狀因素( 環(huán)行天線K=1.07, 矩形天線K=1.47)；為圈數。 （五）串行存儲器 采用AT24C256作數據存儲器。AT24C256是串行E2PROM存儲器，支持12C總線數據傳輸協(xié)議，32KB存儲器容量，用兩根線與CPU構成串行接口。SDA是雙向數據線，接CPU的P2.1； SCL是時鐘線，接CPU的P2.0；這兩根線必須接上拉電阻。WP是寫保護線，一般接地，表示允讀寫操作。A0、A1是地址線，通過這兩根地址線CPU最多可尋址4個AT24C256器件，4個芯片都有固定的地址，分別對應A0、A1為

54、00到11，在此兩根地址線上可擴充13片AT24C256串行E2PROM存儲器。串行E2PROM讀寫格式和操作時序如圖5-7所示。                                       &

55、#160;                                                  

56、         圖5-7  串行EPROM讀寫格式和操作時序 （ 整理）  (六) MFRC500與MCU的接口電路 MFRC500支持與不同的微處理器直接接口，包括獨立讀寫選通的MCU連接、公共讀寫選通的MCU連接以及具有公共讀寫選通和掛鉤功能的MCU 連接。在每次上電或硬件復位后，MFRC500也復位其并行微處理器接口模式并自動檢測當前微處理器接口的類型。圖5-8為MFRC500與MCU的接口原理。 圖5-8  MFRC500與MCU接口電路

57、0;本系統(tǒng)選用具有公共讀寫選通和掛鉤功能的MCU連接方式，圖5-9為具有公共讀寫選通和掛鉤功能的MCU連接圖。  圖5-9  具有公共讀寫選通和掛鉤功能的MCU連接圖 本系統(tǒng)采用中斷(INT1)工作模式，即MCU利用MFRC500提供中斷信息對其進行控制。另外，根據系統(tǒng)的需要，可以采用查詢方式對MFRC500進行操作。         六、系統(tǒng)軟件設計           &#

58、160;        圖6-1  程序流程 軟件設計主要對MFRC500進行初始化、接收上位計算機的指令、控制MFRC500，并且把MFRC500的狀態(tài)信息反饋給計算機。程序流程如圖6-1 所示。                          

59、                                                  

60、                                                  

61、  內容來自初始化并行接口 首先讀Command寄存器直到Command的6位值為00H，內部初始化階段此時結束，MFRC500準備接收控制；將80H寫入Page寄存器以初始化微處理器接口；讀Command寄存器，如果該值為00H 則微處理器接口初始化成功；在接口初始化之后通過將0X00寫入頁寄存器，激活線性地址模式。這個過程可以用以下代碼表示： doPReset=1；Delay(10)     2013-06-16 01:04        導

62、讀：；PReset=0； / 給復位脈沖 while (ReadRC(RegPage) ！ = 0x80)； doWriteRC(RegPage,0x0)； while(ReadRC(RegCommand) ！ = 0x00)； if (ReadRC(RegCommand) ！ = 0x00) status=MI_INTERFACEERR;/        ；PReset=0； / 給復位脈沖 while (ReadRC(RegPage) ！ = 0x80)； doWriteRC(RegPage

63、,0x0)； while(ReadRC(RegCommand) ！ = 0x00)； if (ReadRC(RegCommand) ！ = 0x00) status=MI_INTERFACEERR;/接口初始化錯誤 elsestatus = 0；/接口初始化成功 Mifare1 卡的操作 MCU 對Mifare1卡操作的命令主要有空操作、裝載密碼、驗證密碼、讀卡、寫卡和關卡等。無論哪種操作都必須先把命令代碼寫入到Command寄存器, 比如執(zhí)行驗證密碼則需要執(zhí)行WriteRC(RegCommand，0x0c)命令。從操作流程上，可以把

64、Mifare1卡的操作分為以下幾項： 1復位請求：當一張Mifare1卡處在讀寫器天線的工作范圍之內時，讀寫器向卡發(fā)出REQUEST all (或REQUEST std)命令。卡的ATR 將啟動，將卡Block 0中的卡類型( TagType) 號共2 個字節(jié)傳送給讀寫器，建立卡片與讀寫器的第一步通信聯(lián)絡。如果不進行復位請求操作，讀寫器對卡的其它操作將不會進行。 2反碰撞操作：如果有多張Mifar1e卡處在讀寫器天線的工作范圍之內時， 讀寫器首先與每一張卡進行通信，取得每一張卡的ID 號。由于每一張Mifare1卡都具有唯一的ID 號，因此讀寫器根據卡的ID號來保證一次只對

65、一張卡操作。 3卡選擇操作：完成了上述二個步驟之后，讀寫器必須對卡進行選擇操作。執(zhí)行操作后，返回卡上的SIZE字節(jié)。 4認證操作：經過上述三個步驟，在確認已經選擇了一張卡片時，讀寫器必須對卡上已經設置的密碼進行認證。如果匹配，才允許進一步的讀寫操作。 5讀寫操作：對卡的讀、寫、增值、減值、存儲和傳送等操作。  七、讀卡程序 根據上面的流程，采用基于Keil C的C語言進行編程,程序如下： （ ）  char M500Reset(void)  char status； RC500RST = 0； 

66、           /RC500 在RSTPD 腳由高變低的時候復位 delay_1ms(25)；            /注意延時的長度，本系統(tǒng)的晶振頻率是 /11.0592MHz RC500RST = 1； delay_50us(200)； RC500RST = 0； delay_50us(50)； return

67、 status；  char M500Config(void)        /對RC500的寄存器進行初始化 char M500PiccCommonRequest(unsigned char req_code，unsigned char*atq)                   /RC500 發(fā)送請求。 req_code是請求模式，一共有requestall和Requeststd兩種模式。Requestall指令是非連續(xù)性的讀卡指令，只讀一次。 但有個例外，當某一次Requestall指令讀卡片失敗時，例如，卡片沒能通