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接触式IC卡读卡器的设计(一)
接触式IC卡读卡器的设计与实现
接触式IC卡读卡器的设计与实现
作者：何碧贵
来源：《电子世界》2012年第19期
【摘要】针对接触式IC卡常用于身份认证，要求其高保密性，本文提出利用定时器的PWM输出与输入捕捉功能，设计出一种符合ISO7816协议的字符收发时序，利于ST微处理器实现一个接触式IC卡读写器。
【关键词】保密性；ISO7816协议；ST微处理器
1.引言
在现实生活中，某些特殊的操作会涉及到许多机密，就需要更高权限的人员进行授权。如银行卡密码挂失重置的过程，就需要特殊身份的人员进行授权，而高权限人员一般都是通过在读卡器中插入卡片的方式进行授权。这种接触式IC卡具有很高的安全性，常用于身份认证之类的用途。
本文阐述了如何利于ST微处理器实现一个接触式IC卡读写器。
2.系统总体方案
读卡器的本质就是为PC机与IC卡之间提供一个通信的媒介。负责解释PC语言和IC卡语言，充当一个翻译的作用。为此需要一个接触式IC卡，用于身份认证；要有一个通用的对外接口，方便系统连接；提供一个或多个工作状态的灯；故障时能提供一个明确的报警，以提醒用户。如图1所示。
从图1可知：系统采用RS232作为PC接口，RS232是PC机的标配，适应范围较广。行业中使用最多的也是RS323，方便读卡器与以前系统相接；采用STM32F103作为处理器，其UART接口能满足PC机与系统之间的通信要求，其PWM功能能实现终端与IC卡之间的通信要求。
为防止终端出现故障时损坏IC卡，在STM32F103与IC卡之间，系统提供一个保护芯片，即TDA8024。TDA8024在CPU与IC卡之间提供一个透明通道，但可以为IC卡插入取出时提供一个静电保护，在IC卡发生接触故障或用户非法取出IC卡时，能提供一个快速下电过程，以保护IC卡。
3.系统硬件设计
系统硬件主要分为四个部分，分别是主控（STM32F103）设计、RS232驱动设计、IC卡驱动设计、电源设计。
3.1 主控设计
系统主控芯片为STM32F103。STM—32F103使用高性能的ARM Cortex—M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器（高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM），丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。
系统主要使用RS232、3个定时器（PWM）两个功能。STM32F103硬件电路图如图2。 TX、RX为UART接口，负责与PC机通信。
BUZZER为蜂鸣器控制口。
LED_PWRON为卡片上电指示灯控制口。
LED_PRES为卡片插入指标灯控制口。
CLK、RST、IO、PWRSRC、CMDVCC、OFF与TDA8024接口，负责与IC卡通信。
3.2 RS232驱动设计【接触式IC卡读卡器的设计】
STM32F103的UART接口为TTL电平，PC机串口为RS232电平，两者之间通过SP3232进行转换。RS232驱动电路图如图3。
3.3 IC卡驱动设计
STM32F103虽然自带了兼容ISO7816协议的UART接口，但UART对时钟的处理比较弱，并不能确保产品能通过银联相关认证。因此，系统使用定时器中的PWM输出及输入捕捉两项功能来模拟ISO7816。这种模拟可以使用IC卡通信精确到单个时钟沿。
IC卡驱动电路图如图4所示。
CMDVCC为电源开关，低电平有效。CMDVCC用普通IO口线控制。
PWRSRC为电源选择，高电平为5V，低电平为3V。系统不支持1.8V卡，目前国内一般都使用5V卡。PWRSRC用普通IO口线直接控制。
RST为复位，低电平有效。RST使用定时器4的PWM输出功能，确保波形精确性。 CLK为时钟。CLK使用定时器2的PWM输出功能，确保波形精确性。
接触式IC卡读卡器的设计(二)
非接触式IC读卡器的设计
非接触式IC读卡器的设计
【摘要】非接触式IC卡又称为射频卡，是IC卡领域的一项新兴技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。非接触式IC卡读写器是非接触式IC卡应用系统的关键设备之一，设计一款更为方便有效的读写器对于构建一个便捷实用的应用系统来说有着重要的意义。本文设计是基于MFRC522射频芯片和STC11F32XE单片机的非接触式IC卡读卡器，并用该读卡器实现了对射频IC卡的读写操作。实际操作表明，本文设计的读写器能够实现对射频卡的制卡、扣费及充值功能，成本低廉，便于携带，且容易操作。
【关键词】IC卡读卡器；非接触式；系统设计
1.引言
IC卡即是集成电路卡，也可以称为智能卡、微芯片卡等。它的外形与磁卡很相似，因此只从外面很难辨别。磁卡作为IC卡的发展基础，最初由日本人提出，法国相关公司研制出了第一枚IC卡。
早期的IC卡系统是接触式的，它有本身不可客服的缺点，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为备受国内外业界的瞩目。
非接触式IC卡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，解决了无缘和免接触这一难题，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。非接触式IC卡一经问世，便立即引起广泛的关注。非接触式IC卡操作方便、抗干扰性高、可靠性高、安全性高的特点，使得他在一些接触式IC卡不使用或者无法使用的场所，具有无可比拟的优势被广泛应用于公交、收费、门禁系统、考勤系统等领域。
一个非接触IC卡内部结构示意图如图1所示。
现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。典型的射频识别应用系统由非接触式IC卡、非接触式IC卡读写器和应用系统组成，其中非接触式IC卡读写器是连接非接触式IC卡和应用系统的桥梁，是射频识别应用系统中的关键部件，因此设计一款安全有效的读写器有着重要的商业价值意义。本文主要研制了一个非接触式IC读卡器设计制作系统。主要包括矩阵键盘模块、LCD12864液晶显示模块、射频卡感应模块、串行口模块、电源模块、蜂鸣器模块，通过各个模块的联系焊接出实际电路，实现普通非接触IC读卡器应用。如：实现可刷卡消费、设定金额消费、充值的功能。
接触式IC卡读卡器的设计(三)
基于非接触式IC卡读卡器设计
【接触式IC卡读卡器的设计】
本科毕业论文
基于非接触式IC卡的读卡器的设计
二 级 学 院
专 业
年 级
学 号
学 生 姓 名
指 导 教 师
职 称
完 成 时 间
机械与电子工程学院 电子信息工程 2010 级 1010612049 韦明珠 韩彦良 讲师 2014 年04 月30 日
独 创 性 声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：
年 月 日
授权声明
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本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为：无。
签 名：
年 月 日【接触式IC卡读卡器的设计】
指导教师签名：
II
目 录
摘 要 ............................................................ 1
引 言 ............................................................ 2
1 设计要求及方案方案选择 ......................................... 3
1.1 设计要求 .................................................. 3
1.2 方案选择 .................................................. 3
2 非接触式IC卡读卡器硬件设计 .................................... 5
2.1 非接触式IC卡读卡器结构框图 ............................... 5
2.2 非接触式IC卡读卡器单片机的选择 ........................... 6
2.3 RS232通信与波特率的自动识别电路选择与设计 ................ 11
2.4 MAX85通讯模块 ........................................... 13
2.5 MFRC522射频模块电路 ..................................... 14
2.6 PS/2电路 ................................................ 16
3 系统软件设计与分析 ............................................ 18
3.1 主程序的设计 ............................................. 18
3.2 RC522的读/写程序的设计 .................................. 19
3.3 通信部分程序的设计 ....................................... 20
3.4 波特率自适应设置设计 ..................................... 21
3.5 系统软体总体设计功能 ..................................... 22
4 调试 .......................................................... 23
4.1 硬件调试 ................................................. 23 4.2 软件调试 ................................................. 23
4.3 上位机程序 ............................................... 24
4.4 调试结果分析 ............................................. 24
5 总结 .......................................................... 28
参考文献 ......................................................... 29
附录 ............................................................. 30
Abstract. ........................................................ 37
致 谢 ........................................................... 38
贺州学院本科毕业论文（设计）
基于非接触式IC卡的读卡器的设计
作 者 韦明珠 指导教师 韩彦良
摘 要:本系统非接触式IC卡读卡器设计选取STC89C52单片机当做控制器, 射频芯片选取MFRC522，选取Mifare卡片，高速访问射频卡，通信速率是106Kbit/s，以及百分之百的ASK调制深度米勒编码通讯, 在读卡过程当中中实现的卡片的防冲突处理。卡数据存储在读卡器内部设置的Flash存储器中,当Flash容量满的时，读卡器的串行数据接口把读出的数据发送到管理中心的上位机。读卡器的硬件模块有电源供电路，时钟电路，蜂鸣器驱动电路，RS232通信电路，RS485通信电路，PS/2通信电路以及MFRC522射频电路等这几部分的设计。 关键词: IC读卡器；STC89C52；MFRC522；RS232
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本文来源：http://www.zhuodaoren.com/shenghuo371805/
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