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DZ206USB接口的车载IC读写器,毕业设计

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长春工业大学学士学位论文 i目录 第一章 IC 卡技术发展及应用 . 1 1.1 IC 卡发展概述 . 1 1.2 IC 卡通信 协议 . 2 1.3 IC 卡的命令方式 . 3 1.4 IC 卡的种类及功能特点 . 6 1.5 IC 卡的选用 . 8 1.6 PHLIPS 公司的 Mifare 智能非接触 IC 卡 . 8 第二章 单片机系统的应用 . 14 2.1 单片机选择的原则 . 14 2.2 单片机 MC68HC705J2 . 17 2.2.1 MC68HC05J2 存储器结构 . 18 2.2.2 MC68HC705J2 单片机 EPROMD 的编程 . 19 2.3 单片机 SPI 接口技术及应用技术 . 20 2.3.1 SPI 的接口 . 20 2.3.2 单片机与 EEPROM 接口及 SPI 实现 . 21 2.3.3 单片机与 IC 卡接口及 SPI 实现 . 23 第三章 USB 总线接口芯片（ CH371） . 24 3.1 概述 . 24 3.2 特点 . 24 3.3 引脚 . 24 3.4 功能说明 . 25 3.4.1 一 般说明 . 25 3.4.2 USB 设备 配 置 和数据 传 输 过程 描 述 . 26 3.4.3 本地端的软硬件接口 . 27 3.4.4 计算机端的软件接口 . 29 3.5 应用 . 30 第四章 HD7279A 键盘显示控制芯片 . 33 4.1 HD7279A 的概述 . 33 4.1.1 HD7279A 的管脚及功能 . 33 4.2 电特性 . 34 4.3 控制指令 . 34 4.4 操作时序 . 37 4.5 说明 . 38 第五章 应用实例基于 USB 接口的车载 IC 卡控制系统 . 39 nts长春工业大学学士学位论文 ii 5.1 设计目的 . 39 5.2 设计原理 . 39 5.3 设计步骤 . 39 5.3.1 功能设想 . 39 5.3.2 硬件系统考虑 . 40 5.3.3 电路分析 . 41 5.4 控制软件 . 41 5.4.1 主监控程序 . 41 5.4.2 功能程序 . 42 5.4.3 带看门狗和电源监控功能得复位芯片 MAX813l . 43 结 论 . 46 致 谢 . 47 参考文献 . 48 附录 A 单片机 MC68HC705J2 读数据到 AT93C46 . 49 附录 B 单片机 MC68HC705J2 写数据到 AT93C46. 50 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 . 3 nts长春工业大学学士学位论文 1 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、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； nts长春工业大学学士学位论文 2 (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。 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，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 nts长春工业大学学士学位论文 3 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 A7 A0）；字节 3 为数据（位 D7 D0） 。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 1 1 SLE4432 还提供表 1 1 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 (256 N)*8+1 (2)读保护存储器命令 此命令可在任何时候读保护存储器。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 nts长春工业大学学士学位论文 4 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 B0 A7A0 D7D0 0 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 B1 B0 A7A0 D7D0 0 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 式期间将产生下列序列： 擦 除和写 (5ms)，对应 M 255 个时钟脉冲： 写 ，不用擦除 (2 5ms)，对应 m 124 个时钟脉冲； 擦除，不写 (2 5ms)，对应 M 124 个时钟脉冲。更新主存储器时序图如图 1 3所 nts长春工业大学学士学位论文 5 (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)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 错误计数器由 bit0 bit2 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 nts长春工业大学学士学位论文 6 图 1 4 所示。 图 1-6 1.4 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 卡中的集成电路为可编程只读存储器 EEPROM。它不能处理信息，只能像磁卡一样存储信息，只是存储容量比磁卡更大而已。因此它存在着与磁卡一样的安全缺陷，只适用于没有任何安全保障的应用。 （ 2）逻辑加密卡 卡中的集成电路具有加密逻辑和 EEPROM，它保持了存储卡的价格优胜。一般应用作电话卡、城市交通领域等储值消费。 （ 3） CPU 卡中的集成电路包括中央处理器 CPU、 EEPROM、随机存储器 RAM 以及固化在只读存储器 ROM 中的片内操作系统 COS（ Chip Opeating System），因此不仅能够存储信息还能对数据进行复杂的运算，从而可以实现数 据的加密，有效地防止卡片伪造、数据截取，安全性有了显著提高。目前广泛应用于各种金融交易和其他安全性要求较nts长春工业大学学士学位论文 7 高的场合如水电气收费。 IC 卡根据与外界数据传送的形式来分为三种 ： （ 1）接触式的 IC 卡 接触式的 IC 卡通过机械触点从读写器获取能量和交换数据；目前在社会上常见的是接触式 IC 卡。它具有存储量大（以兆为单位），保密功能强（有多重密码设置和认证功能），可实现一卡多用。但是，这类卡的读写操作速度较慢，操作也不方便，每次读写时必须把卡正确地插入到读写器的口槽才能完成数据交换，这样，在公交、考勤等需要频繁读写卡的场 合就很不方便，而且读写器的触点和卡片上 IC 卡的触脚暴露在外 ,容易损坏和搞脏而造成接触不良。 (2) 非接触式 IC 卡 非接触式 IC 卡通过线圈射频感应从读写器获取能量和交换数据，所以又称射频卡。非接触式 IC 卡是根据射频电磁感应原理产生的。它的读写操作只需将卡片放在读写器附近一定的距离之内就能实现数据交换，无需任何接触，使用中非常方便、快捷，不易损坏。因此，在公交、门禁、校园、企事业等人事管理、娱乐场所等方面有广泛的应用前景。目前我国引进的射频 IC 卡主要有 PHILIPS 公司的 Mifare 和 ATMEL公司的 Temic 卡。 (3)光卡 光卡（ Optical Card）技术是计算机光盘存储技术的孪生兄弟，出现于 20 世纪 80 年代中期。光卡的记录介质是由半导体激光材料组成，基板材料采用聚碳酸酩（用与高速喷气式飞机窗口的有机材料）组成。该材料在耐用性方面是目前普通 IC卡所采用的聚氯乙烯（ PVC）的 100 倍。光卡的大小与 IC 卡一样（长 85.6mm、宽 54mm、厚 0.76mm）。光卡是能够储存并再生信息的大容量卡式煤体，是利用半导体激光照射来记录和提取信息。光卡的特点是： (1)容量大，能存储 4.2MB 的信息；能保存文字、数据资 料、照片、图片、图象资料； (2)安全性好，不怕强电、强磁干扰； (3)可靠性好，拥有独特的信息保密手段，可以做到一卡一码，该码无法用常规方法读取； (4)读写信息快，数据读取速度 26KB/s，数据写入速度 10KB/s； (5)具有很强的兼容性，光卡系统可以现行的计算机各种各样的程序兼容； (6)用专利技术制造，可以防备伪造，且运用了多种加密技术； (7)使用简便； nts长春工业大学学士学位论文 8 1.5 IC 卡的选用 美国国会于 1996 年认定光卡记录的信息具有法律效应，选定光卡作为绿卡工程选用卡，而在我国，仅在医疗保健上有所应用 ，并不普及，所以舍弃光卡而不用。 IC技术发展到现在已经成为一项相当成熟的技术 ，相当多的技术细节已经别国际标准化组织（ ISO）和国际电子技术委员会（ IEC）标准化。 非接触式 IC 卡与接触式 IC 卡相比，有以下特点： (1)可靠性高。由于读写之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障；且非接触式 IC 卡表面无裸露的芯片，无芯片脱落、静电击穿、弯曲损害等后顾之忧。 (2)操作方便。无接触通信 使读写器在 10cm 范围内就可以对卡片操作；且非接触式 IC 卡使用时无方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面完成操作，既 方便又提高了使用速度。 (3)防冲突。非接触式 IC 卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，读写器可以“同时”处理多张非接触式 IC 卡。 (4)可以适应多种应用。非接触式 IC 卡的存储器结构上的特点适用于一卡多用，可以根据不同引用，设定不同的密码和访问条件。 (5)加密性能好。非接触式 IC 卡的序号是唯一的，在出厂前已经固化；非接触式IC 卡与读写器之间采用双向验证机制，非接触式 IC 卡在处理前要与读写器进行 3 次相互认证。 所以，根据 IC 卡的特点及功能，选用非接触式卡（ PHLIPS 公司的 Mifare 卡 ）来完成 设计。 1.6 PHLIPS 公司的 Mifare 智能非接触 IC 卡 概述 一 Mifare 1 非接触式 IC 智能（射频）卡特点 : Mifare 1 IC 智能 (射频 )卡的核心是 Philips 公司的 Mifare 1 IC S50（ -01， -02，-03， -04）系列微模块（微晶片）。它确定了卡片的特性以及卡片读写器的诸多性能。 (1)Mifare 1 IC 智能 (射频 )卡采用先进的芯片制造工艺制作。内建有高速的 CMOS EEPROM， MCU 等。卡片上除了 IC 微晶片及一副高效率天线外，无任何其他元件。 (2)卡片上无源（无任何电池），工作时的电源能量由卡片读写器天线发送无线电载波信号耦合到卡片上天线而产生电能，一般可达 2V 以上，供卡片上 IC 工作。工作频率 13.56MHZ。 (3)Mifare 1 射频卡所具有的独特的 MIFARE RF（射频）非接触式接口标准已被制定为国际标准： ISO/IEC 14443 TYPE A 标准 。 nts长春工业大学学士学位论文 9 (4)射频卡标准操作距离为 100mm（由 MCM500 作为读写器核心模块）和 25 mm （由 MCM200 作为读写器核心模块）。 与卡片读写器的通信速率高达 106Kbit/s。 (5)Mifare 1 IC 智能 (射频 )卡上具有先进的数据通信加密并双向验证密码系统；且具有防重叠功能：能在同一时间处理重叠在卡片读写器天线的有效工作距离内的多张重叠的卡片。 (6)Mifare 1 IC 智能 (射频 )卡与读写器通信使用握手式半双工通信协议；卡片上有高速的 CRC 协处理器，符合 CCITT 标准。 (7)卡片制造时具有唯一的卡片系列号，没有重复的相同的两张 MIFARE 卡片。 (8)卡片上内建 8K（ bit） EEPROM 存储容量并划分为 16 个扇区，每个扇区划分为4 个数据存储块，每个扇区可由多种方 式的密码管理。 (9)卡片上还内建有增值 /减值的专项的数学运算电路，非常适合公交 /地铁等行业的检票 /收费系统。典型的检票交易时间最长不超过 100ms(0.1 秒 )（包括卡片的认证，6 个扇区的读（ 768bit,2 个扇区的认证）， 2 个扇区的写操作（ 256bit）。 卡片上的数据读写可超过 10 万次以上；数据保存期可达 10 年以上，且卡片抗静电保护能力达 2KV 以上。 二主要技术参数 (1)工作频率： 13.56MHz (2)通信速率： 106KBIT/s (3)读写距离： 0 10cm (4)通信编码：符合 ISO/IEC14443 TYPE A (5)在无线通信过程中通过以下机制来保证数据完整 -防冲突机制 -每块有 16 位 CRC 纠错 -每字节有奇偶检验位 -检查位数 -用编码方式来区分 1、 0 或无信息 -信道检测（通过协议顺序和位流分析） (6)支持多卡操作 -防冲突机制 -动态读写 (7)安全性 -三次相互认证（ ISO/IEC9798-2） -通信过程中所有数据均加密以防止信号截取 -每一扇区有相互独立的密码 -每 张卡的序列号唯一 nts长春工业大学学士学位论文 10-传输密码保护 (8)支持一卡多用的存储结构 -8K 位的 EEPROM -分为 16 个扇区支持多种应用 -用户可灵活地定义每一扇区的访问条件 (9)数据保持 10 年 (10)读写次数 10 万次 (11)典型交易时间 $94 $98;$A4 $A8+$AE=$A4 $A8;写 IC 卡，写AT93C46，切输出报警和检票信息。程序框图如图 5-3 所示。 nts长春工业大学学士学位论文 43图 5-3 检票子程序框图 检票子程序如附录 H 所示。 (2)积算子程序 积算子程序的功能是当插入积算卡后，将当次营业额转存到积算卡中，同时对本系统内存清 0，并显示积算卡中的总额。定义 $A4 $A8 存放检票机营业额， $97 $98存放积算卡内原有的营业额，子程序执行 $94 $98+$A4 $A8=$94 $98,同时写 IC卡和清 $A4 $A8 为 0,写 C46 (3)系统设置子程序 系统设置子程序的功能是对新安装的检票机进行初始化设置，当票价调整时可以通过插入系统卡来修改机内票价 ,即读取 IC 卡中的 $90 $9F,内容到检票机的 $A0$AF,切写 AT93C46,保存数据 ,程序清单如附录 I 所示。 5.4.3 带看门狗和电源监控功能得复位芯片 MAX813l 几乎所有的单片机都需要复位电路，对复位电路的基本要求是：在单片机上电时能可靠复位，在下电时能防止程序乱飞导致 EPROM 中的数据被修改；另外，单片机系统在工作时，由于干扰等各种因素的影响，有可能出现死机现象导致单片机系统无法正常工作，为了克服这一现象，除了充分利用单片机本身的看门狗定时器 (有些单片机无看门狗定时器 )外，还需外加看门狗电路；除此以外，有些单片机系统还要求在掉电瞬间单片机能将重要数据保存下来，因掉电 的发生往往是根随机的，因而此类单nts长春工业大学学士学位论文 44I M P 813 LW D IP F OR E S E TG N DV c cP F IMR W D O片机系统需要电源监控电路，在掉电刚发生时能告知单片机。 MAXIM 公司推出的MAX813L 刚好能满足这些要求，下面具体介绍该芯片的性能特点及使用方法。 图 5-4 MAX813L 的封装及引脚功能 MAX813L 有双列直插和贴片两种封装形式，其双列直插如图 4 13 所示，引脚功能如下： 第脚为手动复位输入，低电平有效；第、脚分别为电源和地；第脚为电源故障输入；第脚为电源故障输出；第脚为看门狗输入，第脚为复位输出，第脚为看门狗输出。 MAX813L 的性能特点： MAX813L 的内部结构框图如图 5-4 所示，具有以下主要性能特点：由图可知该芯片具有以下主要性能特点： (1)复位输出。系统上电、掉电以及供电电压降低时，第脚产生复位输出，复位脉冲宽度的典型值为 200ms，高电平有效，复位门限的典型值为 4.65V。 (2)看门狗电路输出。如果在 1.6s 内没有触发该电路 (即第脚无脉冲输入 )，则第脚输出一个低电平信号。 (3)手动复位输入，低电平有效，即第脚输入一个低电平，则第脚产生复位输出。 (4)1.25V 门限值检测 器，第脚为输入，第脚为输出。当第脚电压低于 1.25V时，第脚输出一个低电平信号。 MAX813L 的典型应用电路： nts长春工业大学学士学位论文 45I M P 813 LW D IP F OR E S E TG N D被检测的电源R 1R 2 + V 5V c cP F IMRW D O手动V 1AT 89 C 51P 1 . 4I N T 19MAX813L 的典型应用电路如图 5-5 所示。图中单片机以 AT89C51 为例， MAX813L的第脚与第脚相连。第脚接单片机的复位脚 (AT89C51 的第脚 )；第脚与单片机的 P1.4 相连。在软件设计中， P1.4 不断输出脉冲信号，如果因某种原因单片机进入死循环，则 P 1.4 无脉冲输出。于是 1.6s 后在 MAX813L 的第脚输出低电平，该低电平加到第脚，使 MAX813L 产生复位 输出，使单片机有效复位，摆脱死循环的困境。另外，当电源电压低于门限值 4.65V 时， MAX813L 也产生复位输出，使单片机处于复位状态，不执行任何指令，直至电源电压恢复正常，可有效防止因电源电压较低时单片机产生错误的动作。 电源故障输入 PFI 通过一个电阻分压器监测未稳压的直流电源。当 PFI 低于 1.25V时，电源故障输出脚第脚 PF0 变低，可引起 AT89C51 中断，进行电源故障处理，或将重要数据保存下来。把分压器接到未稳压的直流电源是为了更早地对电源故障告警。 图 5-5 MAX813L 是一体积小、功耗低、性价比高的带看门狗和电源监控功能的复位芯片；它使用简单、方便，它所提供的复位信号为高电平，因而是应用于复位信号为高电平场合的单片机系统的理想芯片。 nts长春工业大学学士学位论文 46结 论 从 5 月开始到现在的毕业设计，经历了 2 个月左右的时间，在老师的帮助下，通过自己的努力，查询了很多的有关资料，并根据所查找到的资料以及所学的知识完成了毕业设计。 通过毕业设计，提高了自己的学习能力，并对本专业知识的实际应用有了进一步的了解，也锻炼了相应的动手能力。 毕业设计对于我们学生来说，尤其是在校应届本科毕业生来说， 是一个不错的锻炼机会，大部分在校生的动手能力差，知识理解能力薄弱有目共睹。通过这次难得的、也是最后一次的在校设计，强化了我们的实际应用能力，为我们以后工作的奠定了一个不错的地基。 nts长春工业大学学士学位论文 47致 谢 通过了 2 个多月的努力，我们学生顺利的完成了大学阶段最重要的毕业设计，在设计的过中，我们的导师给予了我们很大的帮助和鼓励，在这里，特别感谢我的导师张袅娜老师，谢谢她的帮助，也谢谢她无论在什么时候，只要我们提出问题，即使在假期，也抽出宝贵的时间来解答我们。 nts长春工业大学学士学位论文 48参考文献 (1)李也白，王福成 .智能卡应用系统 .清华大学出版社 .2000 年 (2) 张辉，陈粤初，李丕垠 .MOTOROLA 单片机应用技术 .1999 年 (3) 王恒奎，边耐欣，潘峰，陈子辰 .非接触式智能卡系统及若干关键技术 (4) 何广军摘自电子应用技术， USB 接口在串行通信中的应用 (5) 刘刚，邵敏权，刘俊萍，林晓梅 .单片机原理、实验及应用 .1995 年 (6) 于微波，林晓梅，刘俊萍 .微型计算机控制系统 .吉林人民出版社 .2002 年 (7) 佚名 .公交非接触 IC 卡读写器 的应用设计 (8) 童诗白，华成英 .模拟电子技术基础 .高等教育出版社 .2001 年 nts长春工业大学学士学位论文 49附录 A 单片机 MC68HC705J2 读数据到 AT93C46 1 READ： LDA #$0F 置 PORTAPA4， PA5 为输入 2 STA DDRB 3 LDA #$10 定义 $F1 存放读 AT93C46 的内存个数 ,16 字节 4 STA $F1 5 CLR $F2 定义 $F2 存放读 AT93C46 内存的起始地址 6 RDLA: BSET 3.PORTA 输出 PA3 为 1,选中 AT93C46 7 LDX #%11000000 命令码送 X 8 JSR SPOUTAL 调用 SPOUTAL 发出读命令码 9 LDX $F2 $F2=A 10 JSR SPOUTAL 调用 SPOUTAL,发出地址 11 JSR SPIN 调用 SPIN,读数据 ,数据保存在寄存器 X 中 12 TXA X=A 13 LDX $F2 $F2=A 14 STA $A0,X 将读到的数据送 $A0+(X)保存 15 BCLR 3,PORTA 置 PA3=0 16 INC $F2 地址指针加 1 17 DEC $F1 计数个数减 1 18 BNE RDLA 没有读完 ,循环 19 RTS nts长春工业大学学士学位论文 50附录 B 单片机 MC68HC705J2 写数据到 AT93C46 1 WRITEL:LDA #$0F 置 PORTAS 输入输出 2 STA DDRB A=DDRB 3 LDA #$10 定义 #$F1 存放要写的字节个数 ,16 个字节 4 STA $F1 A=$F1 5 CLR $F2 定义 $F2 存放要写内存的地址偏移量 6 JSR EWENL 调用写使能子程序 7 WL1: BSET 3,PORTA 输出 PA3 为 1,选中 AT93C46 8 LDX #%10100000 写命令码送寄存器 X 9 JSR SPOUTL 调用发命令码子程序 10 LDX $F2 地址码送寄存器 X 11 JSR SPOUTAL 调用发地址码子程序 12 LDX $F2 地址偏移量 $F2 送寄存器 X 13 LDX $A0,X 数据 X+$A0=X 14 JSR SPOUTDL 调用发数据码子程序 15 BCLR 3,PORTA 在 PA3 和 PA4 发出一个时钟脉冲，置 PA3=0 16 BLCR 4,PORTA 置 PA4=0 17 NOP 延迟一个时钟脉冲 18 BEST 4,PORTA 置 PA4=1 19 NOP 延迟一个时钟脉冲 20 BCLR 4,PORTA 置 PA4=0 21 NOP 延迟一个时钟脉冲 22 BSET 4,PORTA 置 PA4=1 23 NOP 延迟一个时钟脉冲 24 BCLR 4,PORTA 置 PA4=0 25 BSET 3,PORTA 置 PA3=1 26 BSET 4,PORTA 置 PA4=1 27 JSR DELAY10MS 调用 10MS 延迟，等待编程结束 28 BCLR 3,PORTA 置 PA3=0 29 INC $F2 地址偏移量 $F2 加 1 30 DEC $F1 计数个数 $F1 减 1 31 BNE WL1 没有写完，循环 32 JSR EWDSL 调用写阻塞子程序，保护 AT93C46 33 RTS 子程序返回 nts长春工业大学学士学位论文 51附录 C 单片机 MC68HC705J2 读写 AT93C46 的子程序 1 EWENL: BSET 3,PORTA 写使能子程序 ;置 PA3=1,选中 C46 芯片 2 LDX #%10000000 写使能命令码送寄存器 X 3 JSR SPOUTL 调用发写命令子程序 4 LDX #%01100000 写使能命令码送寄存器 X 5 JSR EWEDL 调用子程序 EWEDL 6 RTS 7 EWEDL: JSR SPOUTAL 调用 SPOUTAL 子程序 8 BCLR 3,PORTA 置 PA3=0 9 BCLR 4,PORTA 置 PA4=0 10 NOP 延迟一个时钟脉冲 11 BEST 3,PORTA 置 PA3=1 12 NOP 延迟一个时钟脉冲 13 BCLR 4,PORTA 置 PA4=0 14 NOP 延迟一个时钟脉冲 15 BSET 3,PORTA 置 PA3=0 16 BSET 4,PORTA 置 PA4=0 17 NOP 延迟一个时钟脉冲 18 摘 要 在日常生活中，现金交易的不易携带、容易丢失、流通不方便情况给人们生活带来了很多不利，现代化城市开始朝着一卡通方向发展。 IC 卡则为近几年才出现的新型卡片，在卡片上嵌有 IC（ E2PROM，有的还有 CPU）。由于它保存的信息比较可靠安全、可以高达几万次的读写，所以大量应用于公交车票 、饭票 、保健卡、收费系统等。 众所周知，城市公交系统是一个城市的窗口，其工作的质量与效率会直接影响到人民群众的日常生活和工作。利用现代计算机和通讯技术，实现公交 IC 卡收费系统能显著提高企业的现代化管理水平，为 公交运营管理提供科学准确的数字信息，获得明显的社会和经济效益，同时也为城市一卡通打下基础。 本文设计的基于 USB 接口的车载 IC 读写器由 MCU 系列的 MC68HC705J2 单片机、MMM 微模块、键盘、显示、存储器 AT93C46、天线和监控电路以及与 PC 机通信的 CH371固化 USB 串行通信接口电路组成。具有读写时间快、可以 1 万次写 /擦除、数据保留十年、热插拔功能等显著特点。 关键词： IC 卡、 MCU