基于单片机的IC卡读写器设计毕业设计论文Word格式文档下载.doc

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指导者：

徐伟业讲师

评阅者：

2014年6月南京

Microcontroller-basedlowercomputerdesignofICcardreader

ADissertationSubmittedto

NanjingInstituteofTechnology

FortheAcademicDegreeofBachelorofScience

By

ZhiqingChen

Supervisedby

LecturerWei-yeXu

SchoolofCommunicationEngineering

June2014

摘要

信息领域发展的一个分支——智能卡即IC（Integrated 

Circuit）卡。

本文介绍一种基于AT89C52单片机的射频IC卡读写器系统，该系统主要由AT89C52单片机、射频IC卡读写模块、天线及RS485通讯接口组成。

非接触式IC 

卡又称射频IC卡。

是最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术与IC卡技术结合起来，解决了无源（卡中无源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。

具有操作快捷、抗干扰性强、工作距离远、安全性高、便于“一卡多用”等特点，在自动收费、身份识别和电子钱包等领域具有接触式IC卡所无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。

非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡应用系统的关键设备之一。

本文首先对非接触式IC卡进行了综合概述，详细介绍了其种类、特点、关键技术等，并介绍了非接触式IC卡的关键技术：

射频识别技术。

读卡器的硬件设计包括电源供应电路、LED状态显示电路、蜂鸣器驱动电路、RS232通信电路、MCU的连接、MFRC500接口电路和读卡器天线这几部分的设计，以及MFRC500与MCU接口电路设计、与电源接口电路设计和与天线射频接口电路设计三个部分。

随着射频技术的推广，IC卡已经广泛应用于公共交通终端、手持终端、非接触式PC终端等各个非接触式通信场合。

Abstract：

Abranchof 

thefieldofinformation 

developmentsisIC.ThispaperdescribesaradiofrequencybasedonAT89C52microcontrollerICcardreadersystem,thesystemconsistsofAT89C52microcontroller,RFICcardreadermodules,antennasandRS485communicationinterface. 

Non-contactICcard,alsoknownasICcardRF.Inrecentyearsdevelopedanewtechnology,itwillbethesuccessofradiofrequencyidentificationtechnologyandICcardtechnologytogethertosolvethepassive（passivecard）andfreeaccesstothisdifficultproblem,thefieldofelectronicdevicesisamajorbreakthrough.Operationwithfast,stronganti-interference,distancework,safe,easy,"

amulti-purposecard"

andsoon,intheautomatictollcollection,identificationandelectronicpurseandotherfieldsofcontactlessICcardcannotmatchthesuperiorityofhavebroadmarketprospects.Non-contactICcardreadernon-contactICcardapplicationsystem,oneofthekeyequipment.

Inthispaper,firstnon-contactICcardaresummarizedonthecharacteristicsofthetypesofkeytechnology.Andintroducedthenon-contactICcardtechnology:

radiofrequencyidentificationtechnology.Readerhardwaredesign,includingpowersupplycircuit,LEDstatusdisplaycircuit,buzzerdrivercircuit,RS232communicationcircuit,MCUconnection,MFRC500readerantennainterfacecircuitandthedesignoftheseparts,aswellaswiththeMCUinterfacecircuitMFRC500design,andPowerInterfaceCircuitDesignandRFantennainterfacecircuitdesignisinthreeparts.WithRFtechnologypromotion,ICcardhasbeenwidelyusedinpublictransportterminals,handheldterminals,non-contactPCterminalsandothernon-contactcommunicationapplications.

Keywords:

ContactlessICCard；

Read-WriteDevice；

MF-RC500；

RadioFrequencyIdentification；

目录

第一章绪论

1.1毕业设计任务分析

1.2课题研究的背景和意义 7

1.3目前国内外研究现状 8

1.4本课题设计的主要工作和任务 9

第二章非接触式IC卡综述 10

2.1非接触式IC卡主要特点 10

2.2非接触式IC卡几种类别 10

2.3非接触式IC卡关键技术 11

第三章读卡器系统方案设计与实现 14

3.1读卡器基本原理 14

3.2各模块方案选择 15

3.3总体方案确定 21

第四章非接触式IC卡技术 23

4.1射频识别技术 23

4.2主程序的设计 23

第五章系统硬件设计与实现 14

5.1显示模块 14

5.2MF-RC500读写模块 15

5.2.1MF-RC500介绍 15

5.2.2天线模块的设计 17

5.2.3MF-RC500与AT89S52连接图 20

第五章系统调试 34

第六章总结与展望 36

致谢 37

参考文献 38

附录A总电路图 40

附录B读/写卡源程序 41

第一章绪论

1.1毕业设计分析

本次我的设计任务是基于非接触式IC卡的读写器的硬件部分。

非接触式IC卡通过线圈射频感应从读写器获取能量和交换数据，所以又称射频卡。

非接触式IC卡是根据射频电磁感应原理产生的。

已的读写操作只需将卡片放在读写器附近一定的距离之内就能实现数据交换，无需任何接触，使用中非常方便、快捷，不易损坏。

因此，在公交、门禁、校园、企事业等人事管理、娱乐场所等方面有广泛的应用前景。

系统硬件主要包括微型单片机AT89C51、MFRC500、时钟电路、匹配电路及接口等外围电路。

非接触式IC卡读写器以射频识别技术为核心，读写器内主要使用了1片Mifare卡专用的读写处理芯片——MMM微模块。

已是一个小型的最大操作即离达20-30mm的Mifare读/写设各的核心器件，其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制。

读写器工作时，不断地向外发出一组固定频率的电磁波（13.6MHz），当有卡靠近时，卡片内有一个LG串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同，这样在电磁波的激励下，LG谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。

在这个电容另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。

当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器发出的数据与保存。

1.2课题研究的背景和意义

IC卡是集成电路卡（Integrated 

Circuit 

Card）的英文简称，在有些国家也称之为智能卡、微芯片卡等，IC卡是在较为原始的磁卡的基础上发展起来的，它的最初专利权，这就是早期的IC卡[1]。

1976年法国布尔（Bull）公司研制出世界第一枚IC卡，设想是由日本人提出来的。

1969年12月，日本的有村国孝提出一种制造安全可靠法国的罗兰·

莫雷诺（Roland 

Moreno）发明了带集成电路芯片的塑料卡片，并取得了的信用卡方法，并于1970年获得专利，那时叫ID卡（Identification 

Card）。

法国的罗兰·

Moreno）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。

1976年法国布尔（Bull）公司研制出世界第一枚IC卡[2]。

早期的IC卡系统是接触式的，它有其本身不可克服的缺点，如接触磨损、交易速率慢、难以维护、基础设施投入大等。

随着信息业和服务业的全球化，在一些场合，对信息载体的便携性、安全性及易用性等方面提出更高的要求，于是非接触式IC卡以其无机械磨损、容易维护、方便使用等优点，成为IC卡中潜力最大的新军而备受国内外业界的瞩目[3]。

非接触式IC卡系统是当今世界先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识别技术和IC技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，使卡片在靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作[4]。

非接触