基于51單片機的ic卡讀寫控制器【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設計開題報告</b></p><p><b>　　電氣工程及其自動化</b></p><p>　　基于51單片機的IC卡讀/寫控制器 </p><p>　　一、綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義</p><p>　　隨著社會的不斷進步和發(fā)展，我們生活中

2、越來越多的使用了IC卡，雖然發(fā)展至今只有短短的幾年，可它的應用發(fā)展將給我們的日常生活帶來前所未有的改變。IC卡（Integrated Circuit Card），即“集成電路卡”在日常生活中已隨處可見。IC卡雖是一塊小小的卡片,但卻能攜帶大量的信息,給生活在現(xiàn)今信息時代的人們帶來極大的方便,甚至改變了人們的生活方式。因為 IC卡是高科技產(chǎn)品 ,是硬件和軟件的高度結合。IC卡的核心是集成電路芯片,是利用現(xiàn)代先進的微電子技術,將大規(guī)模集成電

3、路芯片嵌在一塊小小的塑料卡片之中。1972年法國人羅蘭·莫雷諾（Roland Moreno）首先提出IC卡的設想，1976年法國布爾（Bull）公司研制出世界第一張IC卡以來，IC卡技術飛速發(fā)展，已經(jīng)形成涉及全球眾多著名電子巨頭的新興技術產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　伴隨著IC卡的誕生,它的讀寫設備也迅速的發(fā)展,讀寫器是一個數(shù)據(jù)輸入設備讀取卡型存儲介質的數(shù)據(jù)。從歷史上看，紙或紙板打孔卡在整個計算機行業(yè)的前

4、幾十年來存儲信息，并編寫計算機系統(tǒng)程序，這些被打孔卡閱讀器讀取?，F(xiàn)代的讀卡器，使用塑料卡，條碼印，磁條，電腦芯片或其他存儲介質的電子設備。讀卡器發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有了相當大的改變，不管是在讀取數(shù)據(jù)還是其他方面都有了較快的發(fā)展。讀卡器是一種讀取數(shù)據(jù)的設備，但其不單單可以支持數(shù)據(jù)的讀取同樣支持數(shù)據(jù)的寫入。IC卡讀寫器主要應用于為智能卡進行余額查詢和充值的讀寫數(shù)據(jù)工作。它僅僅只是用于數(shù)據(jù)的讀寫修改,卻不能隨意修改里面的數(shù)據(jù)內容,所以增加了許多的安

5、全性。IC卡控制器的發(fā)展經(jīng)歷了短期的發(fā)展，前幾年使用較多的是接觸式的IC卡，而隨著技術的發(fā)展非接觸式（即射頻式）的讀卡器使用的越來越廣泛。</p><p>　　現(xiàn)今，相較與非接觸式IC卡而言,接觸式的IC卡應用還是十分的廣泛，卡片類型也多種多樣然而卡片類型的多樣性決定了讀卡器的多樣性，而市場的多樣性則決定了即使是同類型的應用，也可能使用不同類型的卡片，若讀卡器只能讀取某一種類型的卡片，那么在處理這個應用時，必將需

6、要多臺讀卡器，造成資源的重復浪費，這樣的讀卡器必將不能適應市場的需求，這就對讀卡器的讀卡能力提出了更高的要求。在發(fā)展初期，IC卡沒有被廣泛應用的一個原因是，沒有統(tǒng)一的標準。不同公司生產(chǎn)的IC卡和其他公司的配套產(chǎn)品不能兼容，從而使卡片的使用和推廣受到限制。1995年，國際標準化組織ISO為IC卡制定了通用的標準之后，信用卡工程很快頒布了與之配套的IC卡EMV標準，并且國際標準ISO7816對接觸式的IC卡的機械特性、電器特性等進行了嚴格的

7、規(guī)定。有了統(tǒng)一的標準之后IC卡在各個行業(yè)得到了廣泛的應用，并迅速的發(fā)展起來。</p><p>　　根據(jù)應用范圍的不同，IC卡接口設備分為通用型和專用型兩種。通用IC卡接口設備有臺式和手持式兩種形式，臺式一般通過RS232接口直接和計算機相連。手持式讀寫器的特點是:體積小，重量輕，便于隨身攜帶。通用IC卡接口設備一般與運行應用程序的計算機(或其它設備)相連接。運行應用程序的設備可稱之為“應用設備”。利用通用IC卡應

8、用設備構成IC卡應用系統(tǒng)是一個代價較高的方案，但它提供了一個多場合應用的手段，系統(tǒng)組織也更加靈活、方便，對于小應用系統(tǒng)，無疑是一種較佳的選擇方案。</p><p>　　IC卡讀寫器的標準包括三方面內容:應用與讀寫器的接口標準、讀寫器本身的標準、讀寫器與IC卡之間的標準。在接觸式1C卡接口設備中，用于接觸式IC卡的適配插座是一個很重要的部件，它是構成IC卡與IC卡接口設備間的物理連接的部件。由于涉及到插入時的手感及

9、插拔壽命要求較高等因素，IC卡座在設計和制造中比普通接插件的要求更高，難度亦較大。</p><p>　　非接觸式IC卡又稱射頻卡,由IC芯片、感應天線組成，封裝在一個標準的PVC卡片內，芯片及天線無任何外露部分。非接觸式IC卡讀寫器是國外近幾年迅速發(fā)展起來的新技術之一，它成功地將射頻識別技術和技術結合起來，解決了無源和免接觸難題。射頻卡無需專門的供電電源；它與讀寫器間無機械接觸，避免了接觸故障；它的表面無裸露芯片

10、，可防水，且不易產(chǎn)生靜電擊穿及彎曲損壞等問題；射頻卡使用時沒有正反面。非接觸式IC卡與讀寫器之間無機械接觸，避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障。由于非接觸式的優(yōu)點很多,因此現(xiàn)今讀卡器技術發(fā)展也圍繞這射頻技術不斷發(fā)展更新，將來也會有較大的發(fā)展空間。當前國際ISO組織正在確定兩個主要的非接觸卡標準，一個是以飛利浦、西門子公司提出的TYPEA，一個是以摩托羅拉，意法半導體公司提出的TYPEB。</p><p>　　非接

11、觸型讀卡器本身是無源體，當讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與其本身的L/C產(chǎn)生諧振， 產(chǎn)生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結合數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)、修改、存儲等，并返回給讀寫器。由非接觸式所形成的讀寫系統(tǒng)， 無論是硬件結構， 還是操作過程都得到了很大的簡化，同時借助于先進的管理軟件，可脫機的操作方式， 都使數(shù)據(jù)讀寫過程更為簡單。</p><

12、p>　　接觸式和非接觸式的讀卡器是按照IC卡讀取的方式來分類的，而讀卡器從接口上來看主要有：并口讀卡器、串口讀卡器材、USB讀卡器、PCMICA卡讀卡器和IEEE 1394讀卡器。前兩種讀卡器由于接口速度慢或者安裝不方便已經(jīng)基本被淘汰了。USB讀卡器是目前市場上最流行的讀卡器，PCMICA卡讀卡器最主要的被應用在筆記本電腦上，而IEEE 1394讀卡器由于支持的接口還沒有流行，應用還不太廣泛。但隨著社會的進步和發(fā)展IC卡讀卡器的技

13、術也會越來越多樣化。</p><p>　　然而，我國的IC卡產(chǎn)業(yè)及應用始于20世紀90年代初，是伴隨著我國政府啟動的“金卡工程”而發(fā)展起來的，至今已有近十年的歷史。在這短暫的十年里，我國的IC卡產(chǎn)業(yè)及應用從無到有、從小到大，迅速走過了啟動階段，發(fā)展的速度是驚人的。特別是近兩年來，我國的年發(fā)卡量均超億張，年增長率達到30%～40%，已成為世界IC卡應用發(fā)展最快的國家之一。IC卡在全球發(fā)展迅速，目前已有3億張，且以每

14、年增長40%的速度廣泛應用于各個領域，成為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志之一。歐洲的發(fā)卡量最大，已達1.14億張；法國的發(fā)卡量及讀卡設備均居世界第一位。</p><p>　　IC卡在今后的發(fā)展中會有更加廣泛的應用,因此在以后的課題中會有更加深入的研究此類讀卡器。雖然射頻讀卡器應用較廣，但是接觸式的讀卡器也有很多應用，所以研究IC卡會有較大的發(fā)展前景。</p><p>　　二、研究的基本

15、內容，擬解決的主要問題：</p><p>　　通過采用51單片機作為核心器件，利用基于AT24C0X系列的IC卡，設計一個IC卡的讀寫控制器。</p><p><b>　　設計的主要問題：</b></p><p>　　1、IC卡的插拔檢測電路設計。</p><p>　　2、IC卡接口電路的設計。</p>&

16、lt;p>　　3、存儲讀寫電路設計。</p><p>　　4、按要求完成硬件電路圖的設計。</p><p>　　5、根據(jù)要求用匯編或著C語言進行編程。</p><p>　　三、研究步驟、方法及措施：</p><p><b>　　研究步驟及方法：</b></p><p>　　首先，查找相關資料

17、；</p><p>　　其次，利用Altium Designer Summer 09軟件完成原理圖設計；</p><p>　　然后，通過仿真軟件完成相應的功能；</p><p>　　最后，完成整體設計寫好論文。</p><p><b>　　研究措施：</b></p><p>　　教師提供部分資料，

18、學生通過上網(wǎng)和圖書館查找資料，并利用機房和實驗室完成程序設計和硬件仿真。</p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　[1]王幸之,鐘愛琴等.AT89系列單片機原理與接口技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,2004.</p><p>　　[2]楊振江,杜鐵軍等.流行單片機實用子程序及應用實例[M].陜西：西安電子

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