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基于ATM89C51单片机的IC卡读写器的设计.doc
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基于ATM89C51单片机的IC卡读写器的设计.doc
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摘 要
IC 卡是一个正蓬勃发展的边缘产业,一个与我们的生活正越来越密切的
产业。在普及因特网和计算机的大潮涌来时,IC 卡扮演着越来越重要的角色。
IC 卡读写设备大致可分为两大类:一类为专用读写设备或称脱机读写器。
其特点是:充分利用 IC 卡存储量大,可以独立存储和工作, 不需要和主机相连就
可完成数据读写的优点,可与应用设备结合或单独工作。例如:IC 卡电表,水
表,ATM 机, 商场收款机。另一类为通用读写设备,或称联机读写器,是带有单片机
和存储器的设备,通过并行或串行口与 PC 机或应用系统网络相连接。 在运行不
同软件时可以读写不同种类的 IC 卡,组成不同的应用系统。如果配备开发系统软
件,可对 IC 卡做初始规划,数据加密和初始写入,从而构成 IC 卡应用开发制作环
境。在本设计中, 我们讨论通用开发系统——基于 ATM89C51 单片机的 IC 卡读
/写器的设计。
通过 89C51 单片机来实现 IC 卡的读和写,在系统中设计一个复位电路,
接在 89C51 的复位管脚上。复位电路是微机应用中重要的一环,一个好的复位
电路对微机抗干扰有重要作用。另外还在单片机上接了一个时钟电路,用来设置
单片机内部震荡的时间。
RS232 串行接口在本设计中用于单片机与 PC 机之间的连接, IC 卡座用于
插卡,实现 IC 卡与读写器的连接。本设计中所涉及的主要是接触式逻辑加密卡
SLE4442 卡。
另外一些外围电路的设计使整个 IC 卡读写器显得完美。
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目 录
前言 …………………………………………………………….. 3
第一章 概述 ...................................................................... 5
一 IC 卡技术 …………………………………………………… 5
二 IC 卡应用 …………………………………………………… 8
第二章 系统原理框图 ........................................... 10
一 系统原理框图的绘制 ……………………………………… 10
二 原理图 ……………………………………………………… 13
第三章 硬件部分 ........................... 14
一 AT89C51 单片机简介 ……………………………………….. 14
二 RS232 串行接口 …………………………………………… 16
三 SLE4442 简介 ……………………………………………… 18
四 IC 卡座 …………………………………………………… 18
五 外围电路 …………………………………………………… 20
第四章 软件部分 ……………………………………. 25
一 工作过程、流程图 …………………………………………… 25
二 用 C51 实现的读/写主程序 ....................................................... 27
三 上位 PC 机通信接口软件 ……………………………………. 34
第五章 总结 …………………………………………….. 36
一 总结 …………………………………………………………… 36
二 致谢 …………………………………………………………… 37
三 参考文献 ……………………………………………………… 38
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87931633/bg3.jpg)
前 言
IC 卡是一个正蓬勃发展的边缘产业,一个与我们的生活正越来越密切的产
业。在普及因特网和计算机的大潮涌来时,IC 卡扮演着越来越重要的角色。
IC 卡读写设备大致可分为两大类:一类为专用读写设备或称脱机读写器。
其特点是:充分利用 IC 卡存储量大,可以独立存储和工作, 不需要和主机相连就
可完成数据读写的优点,可与应用设备结合或单独工作。例如:IC 卡电表,水
表,ATM 机, 商场收款机。另一类为通用读写设备,或称联机读写器,是带有单片机
和存储器的设备,通过并行或串行口与 PC 机或应用系统网络相连接。 在运行不
同软件时可以读写不同种类的 IC 卡,组成不同的应用系统。如果配备开发系统软
件,可对 IC 卡做初始规划,数据加密和初始写入,从而构成 IC 卡应用开发制作环
境。在本设计中, 我们讨论通用开发系统——基于 ATM89c51 单片机的 IC 卡读
/写器的设计。
IC 卡读/写设备由 IC 卡卡座,单片机,数据存储器 RAM,程序存储器 EEPROM,
接口电路和外围设备等组成。
IC 卡读/写器各部分结构与功能简单介绍如下:
1.IC 卡卡座
IC 卡卡座是连接 IC 卡与读写器的。其功能包括对 IC 卡供电,提供读写信
号和传送数据。要求提供方便的插拔方式和可靠的接触,并带有带电插拔,过流
保护,插卡检测等能力。IC 卡和插座的结构尺寸必须符合国际标准化组织
(ISO)7816 的标准。对触点数目、位置、信号名称和功能都有明确规定,以保证
兼容性。
2.单片机和存储器
读写器中配备单片机和 ROM,RAM 存储器,构成微机系统,单片机运行 ROM 中
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固化的软件,执行与 IC 卡和上位 PC 机的通信规程。控制对 IC 卡的读写,完成 IC
卡与主机间数据的格式转换。为减轻单片机负担,提高读写速度,常配置有硬件
密文转换和单元。
3.接口电路和外围设备
通用读写器一般与 PC 机或网络联机工作, 常用标准并行或串行口与上
位机连接和通讯。常用的是带有 25 芯或者 9 芯插口的 RS232- C 型串行接口, 可
直接接到 PC 机的 COM1 或 COM2 上。此时,可利用主机的显示器作监视器,主机
键盘作控制和输入,利用主机打印机输出。此时主机与读写器组成了 IC 卡应用
与开发系统,操作与一般微机相仿,但用户界面将随所配软件而有很大不同。
4.IC 卡系统软件
本设计的系统软件是通过 C51 编写的。
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第一章 概述
一、IC 卡技术
IC 卡概述
1. 什么是 IC 卡
IC 卡是英文集成电路卡(integrted circnit card )的缩写,其大小和名片相当,
但比名片稍厚些。国际标准化组织 ISO 为它制定了国际标准,对卡的长度、宽
度及厚度都做了比较明确的规定。制作时,将一个专用的集成电路芯片镶嵌于基
片中,封装成形,即为 IC 卡。IC 卡的概念是 20 世纪 70 年代初提出来的,法国
人 RoLa MdMore Mo 与 1970 年首先将 IC 卡芯片放于卡片中。
2. IC 卡的分类
(1)根据卡中所镶嵌的集成电路的不同分类
存储卡:卡中的集成电路为 EEPROM。
逻辑加密卡:卡中集成电路为带加密逻辑和 EEPROM。
CPU 卡:卡中的集成电路包括中央处理器 CPU、EPROM、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。
严格的讲只有 CPU 才是真正的只能卡。
(2)根据卡与外界数据传送的形式分类
IC 卡可分为接触型与非接触型。非接触型 IC 卡又称射频卡。当前使用广
泛的是接触型 IC 卡。在这种卡上,起 IC 芯片有 8 个触点可与外界接触;射频
卡的集成电路不向外引出触点,因此,它除了包含前述三种 IC 卡的电路外,
还带有射频收/发电路及其相关电路。
(3)根据应用领域分类
IC 卡分为金融卡和非金融卡。金融卡又分 为信用卡和现金卡。信用卡由银行
发行并管理,持卡人用它作为消费时的支付工具,可使用预先设的的透支限额资
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