学位论文简易ic卡收费器单片机课程设计论文.docx

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学位论文简易ic卡收费器单片机课程设计论文

1、绪论..................................................................2

2、现状分析..............................................................2

3、射频卡（IC卡）的识别系统

1射频识别系统的工作原理..................................................4

2S50非接触式IC卡性能简介

（1）主要指标............................................................5

（2）结构................................................................6

（3）工作原理............................................................7

（4）M1射频卡与读卡器的通讯..............................................8

4、射频读卡模块RC522

（1）RC522简介...........................................................9

（2）RC522引脚图.........................................................10

（3）管脚描述............................................................11

（4）芯片相关功能介绍....................................................12

（5）I*I总线接口.........................................................12

5、STC8989C52芯片介绍

（1）芯片特点.............................................................13

（2）引脚图...............................................................14

（3）STC8989C52单片机的相关引脚介绍.......................................15

6、LCD1602芯片...........................................................17

7、软件部分...............................................................18

8、心得...................................................................50

9、参考文献...............................................................50

10、仿真图.................................................................51

一、绪论

射频识别（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）技术是20世纪90年代开始兴起的一种天线的，非接触方式的自动识别技术，是近几年来发展的前沿科技项目。

该技术主要是利用无线射频方式进行非接触式的通信，实现对被识别物体的自动识别。

射频识别技术的显著优点在于非接触性，因此完成识别工作时无需人工干预，能够实现识别自动化且不易损坏；可识别高速运动物体并可同时识别多个射频标签，操作快捷方便；射频标签不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，且可以穿透非金属物体进行识别，抗干扰能力强。

RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。

研究RFID产业对提升社会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远影响，具有战略性的重大意义。

射频卡又叫非接触式IC卡，诞生于90年代初，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识技术和IC卡技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。

由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点，使之一经问世，便立即引起广泛的关注，并以惊人的速度得到推广应用。

射频卡与接触式IC卡相比较，非接触式卡具有以下优点：

可靠性高，操作方便，快速，防冲突〔非接触式卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰〕，可以适合于多种应用加密性能好。

随着社会的不断向前推移，人们生活水平的不断提高，也就意味着人们的消费水平也有了很大的提高，商家的收费系统也有很大的改进，应用于生活中许多消费控制系统中，如汽车消毒收费系统，公交刷卡，售饭收费系统，门禁，电梯刷卡系统，交通收费，停车收费等。

二、现状分析

在国外，美国加州技术创新博物馆正使用射频卡识别技术来拓展和增强参观者的参观体验。

他们给前来参观的访问者每人一个RFID（射频识别技术）标签，使其能够在今后其个人网页上浏览此项展会的相关信息；这种标签还可用来确定博物馆的参观者所访问的目录列表中的语言类别。

该博物馆成立于1990年。

自成立以来，就成为了硅谷有名又受欢迎的参观地，并吸引了很多家庭和科技爱好者前来参观访问。

每年大约能接待40万参观者。

从参观者所做出的积极良好的反应看来，使用RFID标签是成功的。

在未来的某一天，美国的技术创新博物馆可能会开发出一种展示品，用来探测RFID技术对于整个世界的影响，他们正在努力地研究着。

国内，已经广泛应用于银行、电信、交通、公共安全等社会各领域，得到了快速的发展。

国内智能卡市场销售量近12.8亿张，同比增长26.8%；销售额达53.7亿元，同比增长15.3%。

智能卡市场销量出现大幅增长的主要原因在于，一是移动通信卡市场的增长拉动了整体市场的增长；二是城市一卡通、居住证、社保卡等领域市场快速发展，也推动了整体市场的增长。

作为最大应用领域的移动通信卡市场在亚太市场快速增长的带动下实现了销售量的增长，此外金融服务领域在全球EMV迁移的拉动下实现了10%以上的增长。

在身份识别领域，全球电子护照的发行及中国居住证制度的实施也保证了该领域的增长空间。

整体来看，智能卡的传统应用领域仍左右全球智能卡市场的发展。

以城市一卡通、社保卡、银行IC卡为代表的中国智能卡新兴应用领域发展势头强劲其中城市一卡通目前广泛应用于城市公共交通、高速公路自动收费、智能大厦、各种公共收费、智能小区物业管理、考勤门禁管理、校园和厂区一卡通系统中，这些应用中门禁一卡通近年来得到较快的增长。

产品性价比不断提高近年来，智能卡“一卡多用”渐成市场发展趋势，智能卡功能不断提升。

与此同时，智能卡生产规模的扩大又促使其价格不断下降，产品性价比不断提高。

以移动通信SIM卡为例，虽然产品性能不断提高，但价格呈理性的下降趋势，可以说，目前SIM卡是国内最具性价比的智能卡应用领域。

从中国智能卡市场竞争格局来看，目前市场前十位中除金雅拓、金邦达、捷德属外资企业以外，其余均为本土厂商，其中东信和平、握奇数据、大唐微电子等企业在国际市场中也具有一定的竞争实力。

从智能卡芯片市场的竞争格局来看，随着中国本土集成电路设计企业的迅速成长，智能卡芯片市场已经摆脱了原来严重依赖国外半导体厂商的局面，有些国内厂商已经可以设计、生产具有与国外产品相同功能的智能卡芯片，而一些国外芯片企业也因为成本和盈利因素放弃了部分领域智能卡芯片的开发。

如今中国智能卡芯片厂商已经形成了中外两种竞争格局，其中国外企业以三星、意法、英飞凌、NXP、瑞萨等为代表，国内则以大唐微电子、华虹设计、复旦微电子、中电华大、同方微电子等为代表。

在智能卡模块封装环节则有中电、上海伊诺尔、山东山铝、上海长丰等知名企业，如今中国智能卡产业已经形成芯片设计、芯片制造、模块封装、智能卡制作开发的完整产业链。

三、射频卡（IC卡）的识别系统

1射频识别系统的工作原理

射频识别（RFID）系统为无源系统，即射频卡内不含电池，射频卡的能量是由读写器发出的射频脉冲提供。

非接触式射频卡系统是基于射频法的系统。

射频法是运用L-C振荡回路工作的RFID系统工作过程如下：

（1）读写器在一个区域内发射能量形成电磁场，区域大小取决于发射功率、工作频率和天线尺寸。

（2）射频卡进入这个区域时，接收到读写器的射频脉冲，经过桥式整流后给电容充电。

电容电压经过稳压后作为工作电压。

（3）数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出命令和数据并送到控制逻辑，控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其他操作。

（4）如需要发送数据，则将数据调制后从收发模块发送出去。

（5）读写器接收到返回的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后进行处理，读写器发送的射频信号除提供能量外，通常还提供时钟信号，使数据保持同步。

2、　芯片：

PhilipsMIFARE1S50

S50非接触式IC卡性能简介（M1）

（1）主要指标

容量为8K位EEPROM

分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位

每个扇区有独立的一组密码及访问控制

每张卡有唯一序列号，为32位

具有防冲突机制，支持多卡操作

无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路

数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次

工作温度：

-20℃~50℃（湿度为90%）

工作频率：

13.56MHZ

通信速率：

106KBPS

读写距离：

10cm以内（与读写器有关）

（2）结构

M1卡片的存储容量为8192bitX1位字长（即1KX8位字长），采用EEPROM作为存储介质，整个结构划分为16个扇区，编为扇区0—15。

每个扇区有4个块（Block），分别为块0，块1，块2和块3。

每个块有16个字节。

一个扇区共有16ByteX4=64Byte。

每个扇区的块3（即第四块）包含了该扇区的密码A（6个字节）、存取控制（4个字节）、密码B（6个字节），是一个特殊的块，称为控制块，。

其余三个块是一般的数据块。

数据块有两种应用方法，一种是用作一般的数据保存用，直接读写。

另一种用法是用作数值块，可以进行初始化值、加值、减值、读值的运算。

系统配用相应的函数完成相应的功能。

但扇区0的块0是特殊的，是厂商代码，已固化，不可改写。

扇区存储结构

M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成，（我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63，存贮结构如下图所示：

表1存储结构

绝对地址存放厂商代码已固化

密码A存取控制密码B

密码A存取控制密码B

密码A存取控制密码B

块0数据块0

扇区0块1数据块1

块2数据块2

块3控制块3

块0数据块4

扇区1块1数据块5

块2数据块6块3控制块7

块0数据块60

扇区15块1数据块61

块2数据块62

块3控制块63

数据块可作两种应用：

用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。

用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。

每个扇区