石家庄铁道大学四方学院毕业设计
卡应用领域还远不够广泛，应用深度也远不及发达国家，但我国IC卡应用领域及深度的发展迅速。随着国家对智能卡行业的支持和智能卡行业的迅速发展和逐步成熟，国内IC卡的生产和应用呈现突飞猛进的发展势头。现在IC卡已广泛应用于金融、电信、交通、商贸、旅游、社会保障、银行账户管理以及公共事业收费管理等领域。由于 IC卡已经向射频识别(RFID)领域发展，RFID 应用示范工程建设正在稳步进行，如面向工业生产过程与安全生产管理，促进生产力发展；服务于“三农”，推进农业（农产品）产业化；重要物品的防伪和动态管理；供应链与现代物流管理；数字旅游产业与现代服务业等。所以对我们的对 IC卡读卡器的安全性，保密性，智能性，提出了更高的要求，未来的IC卡读卡器将会向便携式，无线式的方向发展。第一代，IC卡的最初设想是由日本人提出来的。1969年12月，日本的有村国孝（KunitakaArimura）提出一种制造安全可靠的信用卡方法，并于1970年获得专利，那时叫ID卡（IdentificationCard）。第二代IC卡在1974年，法国的罗兰·莫雷诺（RolandMoreno）发明了带集成电路芯片的塑料卡片，并取得了专利权，这就是早期的IC卡。第三代是，1976年法国布尔（Bull）公司研制出世界第一枚IC卡。第四代，1984年，法国的PTT（Posts,Telegraphs andTelephones）将IC卡用于电话卡，由于IC卡良好的安全性和可靠性，获得了意想不到的成功。随后，国际标准化组织（ISO,International StandardizationOrganization）与国际电工委员会（IEC,International ElectrotechnicalCommission）的联合技术委员会为之制订了一系列的国际标准、规范，极大地推动了IC卡的研究和发展。
本实验，我要通过对SLE4442卡的应用，实现一个简单的IC卡饭卡收费系统，能够进行扣钱、报警、显示。
1.3 课题研究的主要内容
本设计主要学习了：SLE4442芯片的传输方法，它与单片机之间通过I2C总线进行传输；STC89C52单片机的编程思路，本设计用C语言进行编程，其中包括数码管显示函数、按键扫描函数、中断函数、主函数；学习使用了protel和PCB软件的用法；学习制作了PCB板及电路板的焊接；C语言程序拷入单片机的方法；系统整体的软硬件调试。
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第2章 食堂饭卡收费系统硬件设计
2.1 售饭机的概念
下位机即售饭机，是本系统的一个主要组成部分，负责读取和暂时处理卡信息，由通信系统传到管理中心，同时键盘输入每次消费的金额，也传到管理中心，保存到数据库中，同软件统计，管理。管理中心的数据到下位机通过显示程序显示给消费者。
2.2 应用系统结构设计
根据IC卡售饭机的功能特点，售饭机系统需要完成数据的输入、显示和处理三种功能，整个系统的结构框图如图2-1。
IC卡接口 数码管显示 单片机 键盘 复位电路 图2-1 系统的结构框图
2.3 设备选型及设计电路
此设计采用高性能低功耗单片机STC89C52作为控制系统的核心。按照图2-1所确定系统结构，选择合适的功能部件，以完成完整的系统控制电路设计。控制系统需要选择STC89C52单片机系统、IC卡单元、键盘单元和显示单元四部分。
2.3.1 STC89C52单片机
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效地解决方案。具有以下标准功能：8K字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB
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图2-2 STC89C52单片机管脚图
E2PROM， MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。
1~8脚：通用I/O接口P1.0~P1.7 9脚：RST复位键 10脚：RXD串口输入 11脚：TXD串口输出 12脚：INT0中断0 13脚：INT1中断1 14脚：计数脉冲T0 15脚：计数脉冲T1 16脚：WR写控制
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17脚：RD读控制输出端 18~19脚：晶振谐振器 20脚：地线
21~28脚：P2.0~P2.7接口，高8位地址总线
29脚：psen片外rom选通端，单片机对片外rom操作时，29脚输出低电平 30脚：ALE/PROG地址锁存器
31脚：EA，rom取指令控制器，高电平片内取，低电平片外取 32~39脚：P0.7~P0.0 40脚：电源+5V
在本设计中，P3.0、P3.1分别与232芯片的R1O、R2O相连，用于串口输入、串口输出，作用是通过电脑上的程序通过232拷入单片机中。P3.3口与蜂鸣器电路相连，当输出低电平时，蜂鸣器作用。P3.2、P3.4、P3.5、P3.6分别与SLE4442芯片底座相连，用于SLE4442芯片与单片机之间的I2C总线的通讯。P0.0接指示灯，用于上电后，指示灯提醒。P0.1、P0.2与按键的行接通，P1.0~P1.7与案件的列接通，行列配合用于按键扫描。P2.0~P2.7接数码管的段选端，P0.4~P0.7接数码管的位选端，位选和段选配合一起控制数码管。
2.3.2 IC卡电路设计
2.3.2.1 SLE4442卡简介
本系统选用西门子SLE4442逻辑加密型IC卡，SLE4442是西门子公司的一款具有可编程安全代码(PSC)和写保护功能的智能型存储芯片。它有256EEPROM主存储器，不可逆的4个写保护存储器，lB的错误计数器具有3B密码保护功能。SLE4442采用两线数据传输方式，符合IS07816-3标准。每个字节的写入/擦除时间为2.5豪秒，数据保存时间10年上。
SLE4442具有一个安全逻辑，用以控制存储器的读写操作．在密码成功之前，除3B密码(可编程安全代码)外，数据都可以读出，只有在校验密码成功之后才可以执行数据的写入动作。
2.3.2.2 SLE4442卡的引脚配置
SLE4442IC卡采用两线数据传输方式，其引脚配置如图2-3所示。表2-1是SLE4442IC卡的管脚功能说明。
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图2-3 SLE4442IC卡引脚
表2-1 SLE4442IC卡的引脚功能
引脚号 标记符号 功能 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
VCC +5V电压输入 RST 复位
CLK 串行时钟输入 NC 空 GND 接地 NC 空
I/O 串行数据输入/输出 NC 空
2.3.2.3 SLE4442卡的内部结构及存储器编址
SLE4442的内部结构如图2-4所示。
SLE4442的存储器采用独立编址，其地址分配如表2-2所示。 2.3.2.4 SLE4442卡的指令
SLE4442具有7种指令，包括读、写主存储器，读、写保护存储器，读、写安全存储器和读、写密码存储器和密码校验指令，每个指令都三字节组成，其格式如表2-3所示。图2-5是SLE4442的指令模式时序图。
(1)读存储器
此指令读取存储器从指定地址N(N=0~255)开始知道主存储器最后地址的存储区的内容。每个字节的最低位最先被读出。此指令需要提供足够的脉冲，脉冲数m=(256-N)*8+1。主存储器的读取始终是允许的。读存储器的指令格式如表3-4所示。 图2-6是读主存器的时序图。
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