基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計_前八頁

1、沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計 學(xué)院專業(yè)班級 信息與控制工程學(xué)院建筑電氣與智能化1201班 學(xué) 生 姓 名 徐康 性別 男 指 導(dǎo) 教 師 韓忠華 職稱 副教授 2016年 6 月8日學(xué)號： 1206430124 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計 學(xué)院專業(yè)班級信息與控制工程學(xué)院建筑電氣與智能化1201班學(xué) 生 姓 名 徐康 性別 男 指 導(dǎo) 教 師 韓忠華 職稱 副教授 1. 畢業(yè)設(shè)計選題論證書 共 1 頁2. 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 共 5 頁3. 畢業(yè)設(shè)計開題報告 共 2 頁4. 畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度檢查表 共 1 頁5. 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教

2、師評定意見 共 1 頁6. 畢業(yè)設(shè)計評閱人評閱意見 共 1 頁7. 畢業(yè)設(shè)計答辯記錄及成績 共 1 頁8. 畢業(yè)設(shè)計答辯委員會評審意見 共 1 頁沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計選題論證書畢業(yè)設(shè)計題目基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計指導(dǎo)教師姓名韓忠華職稱副教授是否新題是是否首次指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計否選題依據(jù)(就題目來源、題目類型及對培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、能力，指導(dǎo)教師對題目研究基礎(chǔ)、教師對學(xué)生完成題目的把握等方面，從選題的必要性、可行性、現(xiàn)實性三個層面，進(jìn)行闡述)該題目屬于技術(shù)開發(fā)性設(shè)計研究，本次設(shè)計的特點(diǎn)是：既有硬件設(shè)計又有軟件設(shè)計，既有模擬電路又有單片機(jī)等數(shù)字電路設(shè)計。需要電路的實際制作和軟硬件聯(lián)合調(diào)試，要將模擬電路、數(shù)

3、字電路、單片機(jī)接口有機(jī)結(jié)合來實現(xiàn)。設(shè)計題目適用性強(qiáng)，涉及知識面較廣，設(shè)計難度較大，工作量較多。通過本課題的設(shè)計，使學(xué)生學(xué)會查閱分析有關(guān)功能電路技術(shù)資料，掌握設(shè)計任務(wù)的分析方法，總體方案設(shè)計方法；分解系統(tǒng)功能，研究軟、硬化相結(jié)合設(shè)計的方法。元器件選購，繪制電路圖，硬件電路制作。接口電路單片機(jī)控制驅(qū)動方法研究與分析，各部分方案設(shè)置的協(xié)調(diào)，系統(tǒng)功能的軟硬件聯(lián)合調(diào)試。設(shè)計內(nèi)容及成果要求: 該設(shè)計以單片機(jī)原理與接口技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)讀寫IC卡片上數(shù)據(jù)并具備管理功能的讀卡器。具體內(nèi)容為： 研究分析IC卡卡片機(jī)存儲分區(qū)； 研究設(shè)計IC卡讀寫系統(tǒng)的功能和滿足功能要求的系統(tǒng)方案； 設(shè)計選擇IC卡卡片類

4、型和主控芯片類型； 依據(jù)系統(tǒng)功能方案設(shè)計IC卡讀寫器； 編制設(shè)計出符合系統(tǒng)功能要求的應(yīng)用軟件程序； 進(jìn)行設(shè)計系統(tǒng)的軟硬件功能的聯(lián)合調(diào)試；系（教研室）意見學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組意見主任簽字： 2015 年 12 月 16 日組長簽字： 2015 年 12 月 17 日沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題 目 基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計 學(xué) 號： 1206430124 學(xué)生姓名 徐康 專業(yè)班級 建筑電氣與智能化1201班 學(xué)院 信息與控制工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 指導(dǎo)教師單位 信息與控制工程學(xué)院 設(shè)計地點(diǎn) 信息與控制工程學(xué)院 起止日期 2016 年 2 月 29 日至 2016 年 6 月

5、 19 日1.設(shè)計原始條件、主要技術(shù)指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)（或其它數(shù)據(jù)資料）該設(shè)計以單片機(jī)原理與接口技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)對IC卡片上數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫和管理功能的讀卡器。沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)書之基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計課題論證書之基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計王愛英.智能卡技術(shù).第四版.北京:清華大學(xué)出版社,2015.梁建武.微機(jī)原理與接口技術(shù).北京:中國鐵道出版社,2016.薛麗萍.嵌入式微控制器及其應(yīng)用.北京:高等教育出版社,2015.劉波.51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)典型范例.北京:電子工業(yè)出版社,2014.何惜琴,許艷華.基于單片機(jī)的射頻卡讀卡器設(shè)計.機(jī)電一體化.2013

6、(06).陳謙.智能小區(qū)一卡通解決方案分析.集成技術(shù).2013(17). V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier EffectJ ,20022.設(shè)計內(nèi)容（任務(wù)）該設(shè)計以單片機(jī)原理與接口技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計一種IC卡讀寫器，實現(xiàn)對IC卡片上數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫和管理功能。具體內(nèi)容為： 研究分析IC卡卡片機(jī)存儲分區(qū)； 研究設(shè)計IC卡讀寫系統(tǒng)的功能和滿足功能要求的系統(tǒng)方案； 設(shè)計選擇IC

7、卡卡片類型和主控芯片類型； 依據(jù)系統(tǒng)功能方案設(shè)計IC卡讀寫器； 編制設(shè)計出符合系統(tǒng)功能要求的應(yīng)用軟件程序； 進(jìn)行設(shè)計系統(tǒng)的軟硬件功能的聯(lián)合調(diào)試；3.設(shè)計工作及成果基本要求說明要全面，論述要有一定的深度，根據(jù)系統(tǒng)功能的需要，采用軟硬件組合方法進(jìn)行總體設(shè)計，設(shè)計的系統(tǒng)要實現(xiàn)設(shè)計任務(wù)功能要求，在設(shè)計上爭取有獨(dú)特性和新意。正文含有：前言（論文類題目必須有，也可寫成引言或緒論，列為第一章。設(shè)計類題目的前言可獨(dú)立成章，在第一章的開端包含此內(nèi)容即可）。設(shè)計方案的論證，設(shè)計方法手段與結(jié)果，計算方法、設(shè)計（論文）說明與依據(jù)、加工整理和圖表，形成論點(diǎn)和導(dǎo)出的結(jié)論等。內(nèi)容必須實事求是、客觀真切、準(zhǔn)確完備、合乎邏輯、

8、層次分明、語言流暢、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、符合學(xué)科及專業(yè)的有關(guān)要求。說明書或論文中的用語、圖紙繪制、表格、插圖、應(yīng)規(guī)范準(zhǔn)確，符合各專業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)。其中，引用他人的資料、公式、數(shù)據(jù)要特別注明參考文獻(xiàn)的標(biāo)號。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析：通過調(diào)研、實習(xí)及設(shè)計，分析本題目國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，目前所處的位置，社會經(jīng)濟(jì)價值，設(shè)計所采用的技術(shù)分析。結(jié)論：設(shè)計說明書或論文的結(jié)論應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確、完整、明確精煉。參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)不能少于八篇，至少有一篇外文資料。按引用文獻(xiàn)的順序，列于文章之末。所撰寫的設(shè)計課題說明書要有外文摘要一份，要有不少于5000字的外文文摘資料譯文一份，說明書和外文摘要，外文文摘資料譯文必須用計算機(jī)打印，畫三張1號圖，其中要求

9、有1張是手畫圖。4.時間進(jìn)度安排：時間計 劃 完 成 內(nèi) 容第一周在相關(guān)單位進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)，查閱相關(guān)資料。第二周在相關(guān)單位進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)，查閱相關(guān)資料，撰寫實習(xí)報告。第三周查閱有關(guān)技術(shù)資料，研究方案，功能分析，撰寫開題報告。第四周系統(tǒng)硬件電路初步設(shè)計，外文資料翻譯。第五周分解軟件功能，討論研究軟、硬化相結(jié)合設(shè)計的方法。第六周系統(tǒng)實現(xiàn)功能理論研究，完善硬件電路設(shè)計。第七周元器件選購，繪制電路圖，硬件電路制作； 第八周部分功能軟件程序設(shè)計及硬件調(diào)試。第九周系統(tǒng)功能軟硬調(diào)試和準(zhǔn)備中期答辯； 第十周重點(diǎn)功能理論研究與分析，討論各部分方案設(shè)置的協(xié)調(diào)。第十一周系統(tǒng)功能全面的軟硬件聯(lián)合調(diào)試。第十二周系統(tǒng)功能全面

10、的軟硬件聯(lián)合調(diào)試，重點(diǎn)技術(shù)研討交流。第十三周總體軟硬件功能調(diào)試。第十四周總結(jié)分析，豐富和完善及擴(kuò)展設(shè)計系統(tǒng)。第十五周進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)分析，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。第十六周形成相關(guān)技術(shù)資料，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。第十七周完善畢業(yè)設(shè)計說明書，作答辯準(zhǔn)備。5.主要參考文獻(xiàn)與資料沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)書之基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計課題論證書之基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計王愛英.智能卡技術(shù).第四版.北京:清華大學(xué)出版社,2015.梁建武.微機(jī)原理與接口技術(shù).北京:中國鐵道出版社,2016.薛麗萍.嵌入式微控制器及其應(yīng)用.北京:高等教育出版社,2015.劉波.51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)典型范例.

11、北京:電子工業(yè)出版社,2014.何惜琴,許艷華.基于單片機(jī)的射頻卡讀卡器設(shè)計.機(jī)電一體化.2013(06).陳謙.智能小區(qū)一卡通解決方案分析.集成技術(shù).2013(17). V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier EffectJ ,2002系（教研室）意見學(xué)院審批意見經(jīng)論證，該畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 人才培養(yǎng)方案要求。 主任（簽字）：經(jīng)審核， 下發(fā)該任務(wù)書。主管院長（主任）（簽字

12、）：(任務(wù)書下發(fā))日期： 年 月 日沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告題目名稱基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計學(xué)生姓名徐康 學(xué) 號1206430124 專業(yè)班級建筑電氣與智能化1201 班1、 所選題目在其領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀、設(shè)計的目的和意義在較早以前整個計算機(jī)行業(yè)是通過用紙或紙板來儲存信息的，并且通過編寫計算機(jī)系統(tǒng)程序來讀取被打控制板的信息，然而IC卡的出現(xiàn)代替了這些紙板并用于儲存信息。現(xiàn)在，使用較多的IC卡是接觸式的。該類卡是通過IC卡讀寫設(shè)備的觸點(diǎn)與IC卡的觸點(diǎn)接觸后進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。目前在社會上常見的是接觸式IC卡，它具有存儲量大，可實現(xiàn)一卡多用等功能。當(dāng)然，這類卡的讀寫操作速度較慢，操作也很不方便，

13、每次讀寫時必須把卡插入到讀寫器中才能完成數(shù)據(jù)交換，這樣在讀寫卡片頻繁的場合就很不方便。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了非接觸式的IC卡，非接觸式IC卡系統(tǒng)是當(dāng)今世界先進(jìn)的射頻技術(shù)和IC卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，解決了無源和免接觸這一難題。非接觸式IC卡有無機(jī)械磨損、容易維護(hù)、方便使用等的優(yōu)點(diǎn)。但是接觸式IC卡應(yīng)用的很廣泛，所以研究此課題還是具有較為深遠(yuǎn)的意義?，F(xiàn)今，接觸式的IC卡應(yīng)用十分廣泛，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(yīng)用，也可能使用不同類型的卡片，若讀卡器只能讀期末一種類型的卡片，那么在處理這個應(yīng)用時，必將需要多臺讀卡器，造成資源的

14、重復(fù)浪費(fèi)，這樣的讀卡器必將不能適應(yīng)市場的需求，這就對讀卡器的讀卡能力提出了更高的要求。本次設(shè)計的目的和意義是以單片機(jī)原理與接口技術(shù)為基礎(chǔ)，研究設(shè)計IC卡讀寫系統(tǒng)的功能和滿足功能要求的系統(tǒng)方案，編制設(shè)計出符合系統(tǒng)功能要求的應(yīng)用軟件程序；進(jìn)行設(shè)計系統(tǒng)的軟硬件功能的聯(lián)合調(diào)試。借助于先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能卡技術(shù)，一卡通在智能建筑和智能化小區(qū)中的應(yīng)用越來越廣泛。其中一卡通以智能IC卡位載體，在同一種卡片上實現(xiàn)了多種功能，極大地方便了住戶的使用和物業(yè)管理，也提高了小區(qū)的安全和舒適度。因此對于IC卡的有效管理勢在必行。二、設(shè)計主要內(nèi)容接觸式IC卡仍然是應(yīng)用最為廣泛的，雖然射頻卡有許多的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，

15、但是接觸式的IC卡仍無法被取代，所以讀卡器是關(guān)鍵。根據(jù)課題設(shè)計要求，本文涉及的是一種以單片機(jī)原理與接口技術(shù)為基礎(chǔ)、接觸型的基于普通存儲卡的讀寫器，作為PC機(jī)的嵌入式外觀，通過串行接口實現(xiàn)信息交換。具體的內(nèi)容大體上有：能分析IC卡的存儲分區(qū)；能自動連續(xù)讀寫；具有一定的抗攻擊能力，即對于非法插拔（例如金屬異物）、非法IC卡等具有一定的抵抗能力，可避免短路等造成的讀寫器損壞；還能聲光提示讀寫狀態(tài)；當(dāng)然，還要設(shè)計出符合功能要求的軟件程序。3、 設(shè)計方案及思路該設(shè)計主要研究IC卡的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和IC卡的數(shù)據(jù)通信， 因而使用存儲器卡。采用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計，該單片機(jī)不僅具有本設(shè)計所需要的兩種通信SPI模式，允

16、許8位數(shù)據(jù)同步發(fā)送和接收，還具有運(yùn)行速度快、低功耗、價格低等優(yōu)點(diǎn)。在過去的課題設(shè)計中有所涉及，有相關(guān)的設(shè)備（IC卡）可供研究，有較完善的試驗設(shè)備與試驗場所，可以保證課題設(shè)計的順利完成。IC卡的接口電路的核心部件是卡座，它是連接IC卡及其讀卡器電器信號的機(jī)械裝置。其至少具有8個觸點(diǎn)與IC卡的觸點(diǎn)連接，觸點(diǎn)的另一端引出線與單片機(jī)連接，給IC卡與單片機(jī)建立可靠的物理連接通道。由于IC卡的讀寫電流很小，一般為幾個mA，因此可由單片機(jī)的I/O口控制小功率三極管的基極來控制+5V電源切入IC卡座。另外IC卡與MCU間串行通信的數(shù)據(jù)信號與時鐘信號也接入限流電阻，限流電阻為100，此限流電阻可以防止IC卡中插

17、拔導(dǎo)電異物而引起系統(tǒng)損壞。IC卡的插入與退出的識別是通過IC卡適配插座上的感應(yīng)開關(guān)來識別的，且針對不同的卡座，其控制也各不相同。指導(dǎo)教師意見系（教研室）意見 簽字： 年 月 日 主任(簽字)：年 月 日沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計學(xué)生進(jìn)度檢查表時間階段學(xué)生完成的內(nèi)容指導(dǎo)教師檢查意見指導(dǎo)教師簽名檢查日期第一周第二周第三周第四周第五周第六周第七周第八周第九周第十周第十一周第十二周第十三周第十四周第十五周第十六周第十七周沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評定意見書評定成績：指導(dǎo)教師簽字：指導(dǎo)教師職稱： 指導(dǎo)教師單位： 年 月 日沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱人評閱意見書評閱成績：評閱教師簽字：評閱教師職稱： 評閱教師單位： 年 月 日沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯記錄及成績 建筑電氣與智能化 專業(yè)12-01 班級 學(xué)生 徐康 指導(dǎo)教師 韓忠華 畢業(yè)設(shè)計題目 基于單片機(jī)的IC卡讀寫器設(shè)計