IC卡讀寫(xiě)機的研制

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：史百舟馮秀娟趙向陽(yáng) 劉君華   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月20日

1 引言     IC卡在工農業(yè)生產(chǎn)、人民生活中的應用越來(lái)越廣泛，其種類(lèi)也越來(lái)越多，市場(chǎng)上常見(jiàn)的IC卡寫(xiě)卡機產(chǎn)品一般都接到計算機上，本身不是一個(gè)獨立的儀表，而一些不需要接到計算機上的產(chǎn)品也都是有某些特殊用途的。選購寫(xiě)卡機時(shí)，常發(fā)現難買(mǎi)到滿(mǎn)意的產(chǎn)品。因此，我們開(kāi)發(fā)出一種IC卡寫(xiě)卡機，用于自行研制的IC卡電能管理系統。本文給出的硬件電路具有通用性，可以根據不同需要增減。軟件將以電能收費寫(xiě)卡機為例加以說(shuō)明。我們設計的IC卡電能收費系統包括三個(gè)部分：寫(xiě)卡機，電卡和電能收費控制器。電卡是寫(xiě)卡機與控制器間傳遞信息的媒介，它有四種卡型，即開(kāi)戶(hù)卡、補電卡、購電卡和檢查卡。電能收費控制器可與一般電度表配合使用，按照購電卡輸入的信息及用電情況自動(dòng)完成抄表、收費和控制線(xiàn)路的通/斷等工作。寫(xiě)卡機可用于完成對各種電卡的操作，可以用作鐘表，可以打印數據，還可以直接將該寫(xiě)卡機的數據長(cháng)途傳輸到供電管理部門(mén)。 2 寫(xiě)卡機的設計方案    寫(xiě)卡機的硬件電路總體框圖如圖1所示。                                     寫(xiě)卡機的硬件電路包括打印機接口電路，8279等構成的鍵盤(pán)顯示電路，DS12887組成的時(shí)鐘及掉電重要信息保護電路，與供電管理部門(mén)進(jìn)行信息傳遞的MODEM接口電路，IC卡接口電路，數據存儲器和復位電路等。下面對其中的一些電路進(jìn)行討論。                                 2.1 單片機與IC卡接口    由于IC卡的邏輯接口電路一般采用集電極開(kāi)路輸出及非嵌位保護式輸入結構，故在IC卡與單片機的接口電路中加入上拉電阻R1，R2，…，R6。嵌位二極管D1，D2，…D10把IC卡各引腳上的電壓嚴格地限制在－VD與VD＋5V之間（VD是嵌位二極管的正向壓降，通常為0.6V左右）。這樣可以抑制由于線(xiàn)路干擾和邏輯電平變化的邊沿產(chǎn)生抖動(dòng)帶來(lái)的瞬態(tài)過(guò)壓，這就為IC卡提供了進(jìn)一步的保護。                                           電卡選用AT88SC102，配合使用的卡座有十個(gè)腳，其中GND腳接地，Vcc腳接+5V電源。Vpp腳是編程電壓輸入端，AT88SC102不需要它，將其接地。CLK腳為時(shí)鐘輸入端，RST腳為復位信號輸入端，I/O腳為雙向數據輸入輸出端，FUS腳用于對AT88SC102進(jìn)行熔斷操作，PGM腳為編程信號輸入端，由于芯片內部有升壓電路，因此不需要讀寫(xiě)設備提供高壓Vpp信號，而采用PGM信號作編程通知。SW1接地，配合SW2判斷卡是否插入。                                         卡的操作流程包含7個(gè)子程序：識別卡是否插入，復位，地址定位，讀卡，寫(xiě)卡，擦處卡中數據，密碼比較。寫(xiě)卡程序因完成的任務(wù)不同而略有區別，下面以購電卡為例，給出讀、寫(xiě)卡部分的子程序框圖 。 2.2 寫(xiě)卡機與供電管理部門(mén)的通信    圖5中，MC1488用于把TTL電平轉換為RS232電平，MC1489用于把RS232電平轉換為T(mén)TL電平。實(shí)現寫(xiě)卡機與供電管理部門(mén)的通信任務(wù)，就是由寫(xiě)卡機的單片機即89C51的串行口向MODEM發(fā)送一系列AT命令，發(fā)送數據，經(jīng)長(cháng)話(huà)線(xiàn)路送給供電管理部門(mén)的計算機；89C51通過(guò)MC1489從MODEM那里接收由供電管理部門(mén)的計算機發(fā)來(lái)的信號狀態(tài)、回答碼或命令。                                      2.2.1 89C51的串口初始化程序及發(fā)送子程序                        程序中AT＆F為初始化命令，參見(jiàn)參考文獻1。當工作方式需要時(shí)可以修改初始化字符。 2.2.3 MODEM的撥號子程序     設要撥號電話(huà)號碼為3212，有                                 2.2.4數據發(fā)送子程序    在公共電話(huà)網(wǎng)上進(jìn)行兩站之間通信時(shí)，兩個(gè)MODEM需要工作在不同的方式。一方為呼叫端，另一方為應答端。當工作在呼叫端時(shí)，撥號后檢測載波信號。當檢測到載波時(shí)，調用子程序FAS1，發(fā)送數據。當工作在應答端時(shí)，檢測振鈴信號。當檢測到振鈴信號時(shí)，調用子程序FAS，發(fā)送數據。    假設要發(fā)送的數據為3875，有：                                  2.3 單片機與微型打印機、數據存儲器及實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS12887的接口    圖6的電路中，微型打印機選用啟東計算機廠(chǎng)的LH系列微型打印機，DATA0～DATA7為打印機的數據輸入口；BUSY為打印機的狀態(tài)輸出信號，高電平時(shí)表示打印機忙，不能接受數據；STB為數據選通信號，上升沿時(shí)讀入數據。由于單片機的口線(xiàn)已經(jīng)用完，不能直接將STB連接到單片機，若加入并行口擴展芯片則因為僅用一個(gè)口線(xiàn)而造成大量資源的浪費。圖6中將2～4譯碼器的Y1端經(jīng)反向器接于打印機的STB端，一般情況下Y1為高電平，STB為低電平，當2～4譯碼器選通Y1時(shí)，Y1由高電平變?yōu)榈碗娖?，?jīng)過(guò)反相器反相后，STB端有一個(gè)上升沿產(chǎn)生，打印機讀入數據并打印。用戶(hù)購電后，打印機打印出購電收據。                     實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12887包含一個(gè)鋰電池、石英晶振和寫(xiě)保護電路，是一個(gè)具有多種功能的完整的子系統。其非易失時(shí)鐘和百年歷功能令寫(xiě)卡機具有鐘表功能，該鐘表可顯示秒、分、時(shí)、天、星期、日、月、年并有閏年補償功能、夏令時(shí)功能和12小時(shí)、24小時(shí)顯示模式。DS12887的非易失靜態(tài)RAM可以存放寫(xiě)卡機的一些重要信息。DS12887的可編程中斷、警報器功能可以使寫(xiě)卡機每天或每小時(shí)向供電管理部門(mén)發(fā)送一次數據。DS12887的可編程方波發(fā)生器，可以在SQW端接蜂鳴器產(chǎn)生間隔不同的聲音報警，提示不同類(lèi)型的錯誤。 2.4 鍵盤(pán)顯示電路    鍵盤(pán)顯示電路使用了芯片8279，其接口電路如圖7所示。                        采用雙16位數碼管顯示，使操作者和購電者可以同時(shí)看到顯示的數據，16位分兩排顯示，上面一排6位指示顯示類(lèi)型，下面一排顯示數據。由3—8譯碼器的Y0，…，Y7與8279的RL0，RL1，RL2組成具有24個(gè)鍵的鍵盤(pán)，如果鍵不夠用，可以引出RL3，RL4等，最多可有64個(gè)鍵。 3 結束語(yǔ)    按照本文給出的寫(xiě)卡機設計方法，我們設計了IC卡電能收費系統的寫(xiě)卡機，經(jīng)長(cháng)期使用證明，本設計方案具有設計合理、工作可靠、功能齊全、抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)?，F在，該寫(xiě)卡機已被幾家公司采用 。