毕业设计题目3

题 目： 学 院： 专 业：姓 名：完成日期：

辽 宁 大 学

毕业论文（设计）记录表

序 言··········································································································1 一、···················································

1.················································

2.················································

3.·················································

二、·····················································

1.·················································

2.··················································

三、······················································

1.·················································

2.··················································

可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

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接触式IC卡设计与仿真

一、单片机的发展、现状

单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行

总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。

单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！

单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚

至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。

由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。

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二、单片机接触式IC卡

1. 实验原理：

（1）、接触式IC卡介绍

IC卡的英文全名是Integrated Circuit Card，它是将具有存储、加密及数据处能力的集成电路芯片镶嵌于塑料卡片中。IC卡的核心部分是一块集成电路芯片，故它又可称为“芯片卡”。从IC卡的外形分为有触点卡和无触点卡（又称射频卡）两类。前者由读写设备的接头与卡片上的集成电路接触点相接触，进行信息的读写；后者则与读写设备无电接触，通过射频技术进行读写。

接触式IC卡通常分为以下四类：

A、存储器卡：含有EEPROM及其控制电路，但无加密逻辑。

B、逻辑加密卡：由加密逻辑电路和EEPROM组成。

C、CPU卡：卡内不仅有EEPROM等存储器，还带有CPU及其操作系统和加密算法。

D、超级智能卡：不仅带有CPU和存储器，还带液晶屏和微型键盘。

射频卡按调制方式可分为频率调制、幅度调制、电容耦合等几种。本电路中所用的IC卡为存储器卡，存储芯片为24C01。

24C01芯片为1K—BIT的串行EEPROM，其接口为I2C形式。其引脚图如下：

A0~A2：设备的地址引脚。通过接VCC或GND来表示不同的设备地址。

WP：写保护引脚。接VCC时，芯片只能读不能写；接GND或浮空时，

可以进行正常读写。

SCL：串行时钟引脚，为芯片提供读写时钟。

SDA：串行数据引脚，地址、数据均由该引脚输入或输出。

注意：本模块中，只有VCC、GND、SCL、SDA四个引脚被使用。 对24C01的写操作有以下两种方式：

字节方式(一次一个字节)

页方式(一次8个字节)

对24C01的读操作有以下三种方式：

读当前地址

读随机地址

读地址序列

以下为这五种操作方式的数据流图：

字节方式写

页方式写

读当前地址

随机地址读

读地址序列

其中START、STOP为主设备（本系统中为CPU）产生的启动、停止信号；ACK为从设备（24C01）产生的应答信号。Device Address为设备地址，由A0、A1、A2确定，本系统中为0；Word Adress为存储器字节地址；Data为数据。

（2）、模块的系统电路及其说明

IC

卡电源部分原理图

IC卡的电源受POWER引脚的控制。只有当POWER为高电平时，+5V才能加到IC卡的VCC引脚上。

卡座的I/O对应于24C01的SDA引脚，CLK对应于SCL引脚。RST、FUSE、PGM用于兼容其它类型的IC卡，对24C01无作用。SW1为插卡指示，不插卡时为高电平，插卡后变为低电平。

IC卡接口部分原理图

（3）、模块的基本测试方法

将模块的CLK接CPU的P1.0，IO接P1.1，POWER接P1.2，SW接P1.3。运行测试程序（ICCARD.ASM），插卡后，L3指示等亮；将卡拔出后，L3

灭。在程序中设置断点，中断后寄存器ACC中的数据应为ABH。

将十六进制数“AF”写入IC卡的7F地址单元，然后采用随机读取的方式将7F地址单元中的数据读入CPU。

2. 实验结果：

插入IC卡数码管显示的数据与写入的数据相同；拿出卡，数码管显示“00”。

3.实验程序

CSEG AT 0000H JMP START0 CSEG AT 4080H

POWER START0: CLR

MOV DPTR, #0CFE9H ;

MOV A, #08H

MOVX @DPTR, A

MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令字 MOV A,#90H

MOVX

@DPTR,A

MOV A, #0 ;显示“0”

ACALL TABLE ;转换为显码

MOV DPTR, #0CFE8H ;8279数据口地址

MOVX @DPTR, A ;送显码输出

MOV A, #0 ;显示“0”

ACALL TABLE ;转换为显码

MOV DPTR, #0CFE8H ;8279数据口地址

MOVX @DPTR,A ;送显码输出

END

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三、结论与建议

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

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