非接触式IC卡设计.docVIP

第一章 前言 1.1 课题意义 非接触式IC卡具有信息安全、携带方便、性能稳定等优点，一直以来都受到人们的青睐。IC卡是集成电路卡（Integrated CircuitCard）的英文简称，也有的人称为射频IC卡感应IC卡 1.3 本课题设计任务 本课题设计一个基于AT89S52单片机的非接触式IC卡，主要包含以下功能： 读写卡功能：将IC卡放在Mifare RC522 IC卡感应模块的读卡有效范围内，感应读卡，进行消费或存款 显示功能：接通电源后，液晶屏上显示IC卡的卡号、余额、消费或存款的数值 语音功能：接通电源后，按键时，有“滴”的提示音；消费时，语音提示：“当前消费金额为****”同时显示屏会显示卡上金额及卡号，当余额不足是系统将提示“卡上余额不足”，当存储金额超过了设定的值时提示“存款超额”当刷卡成功时会发出“滴滴”声响。 按键功能：可以输入数字和设定功能。利用设定好的功能按键，可以实现存款与消费，同时还设有删除清零，确定按键功能。 1.4 本文的主要内容： 本设计采用AT89S52单片机为控制核心部分，实现非接触式IC卡进行刷卡存款和刷卡消费的功能，同时能在液晶屏上显示当前的余额，以及语音提示。刷卡模块使用非接触式Mifare RC522 IC卡感应模块，具有信息安全稳定、携带方便第二章 方案设计 2.1 总体方案论证 1、控制模块单片机的选择： 方案一：AT89S52单片机，它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 系统可编程Flash 存储器与256字节RAM。 方案二：AVR单片机，低功耗、高性能具有8K以上的片内储存空间。运行速度快，但是价格上较贵。 最终选择：由于本设计的主要编程模块不多，程序所占空间不是很大，同时也考虑设计成本，51系列的单片机足以满足需求，所以选择用AT89S52单片机作为控制模块。 2、显示模块的选择： 方案一：LCD12864液晶显示屏，其屏幕较大能显示8*4行，还能显示汉字与图形。 方案二：LCD1602液晶显示屏，它的屏幕较小，能显示2行。 最终选择：由于本设计需要显示的数据较多，所以选择LCD12864作为显示部分。能显示更多的操作信息。 3、语音芯片的选择： 方案一：ISD4004语音芯片，这也是我们常用的录音芯片，具有价格便宜等优势，但录音时间不够长，只能进行8到16分钟的录音。 方案二：SX09系列长时间录音芯片，虽然能够长时间的录音，但芯片价格较贵。 最终选择：本设计初衷是完成语音提示效果的模拟，所以选择ISD4004语音芯片就能达到设计要求，从成本上来说也更划算。 4、IC卡模块选择： 方案一：接触式IC卡。这种卡具有防磁、防静电、抗破坏性和耐用性强，防伪性好，存储数据安全性高 图2-1 系统整体结构图 2.3 非接触式IC卡的功能和总体设计要求 非接触IC卡的功能： 1、当IC卡靠近感应模块有效范围内时，刷卡机射频天线电路对IC卡进行相关操作，然后单片机对外围电路进行相应的操作，并将有关卡内信息通过液晶LCD12864显示出来。 2、刷卡的过程当中，单片机会进行相应的运算和处理，然后对IC卡退款或增值加工并通过液晶显示模块显示相关信息。 非接触式IC卡的总体设计要求： 1、当持卡人拿IC卡来消费时，管理工作人员根据持卡人所消费的金额从键盘上输入相应数字并按确定键后，持卡人拿卡靠近收费机感应区域内时，机器就会发出“嘀嘀嘀”的声音，并且刷卡机的显示屏显示扣款后的余额及卡号，同时还能语音提示消费的金额，持卡者将IC卡在POS刷卡机感应区域内放一下，完成收费操作仅需0.2秒，LCD12864液晶显示屏即显示出卡上现有余额及该次消费的全额。 2、当卡上金额不多时，刷卡机能通过语音提示，通知持卡人卡内余额不足，需要及时往卡上存款，保证下次的使用。 3、当持卡人拿IC卡来存款时，工作管理员根据持卡人所要存款的金额从键盘上输入相应数字并按确定键后，管理员拿IC卡靠近刷卡机感应区域时，机器就会发出“嘀嘀”的声音，存款操作也是很快的，当存款成功后刷卡机的显示屏就会显示存款后的余额【7】。 第三章 硬件组成与设计 硬件组成主要包括AT89S52单片机小系统、电源模块、液晶显示模块、RC522感应模块、语音模块、TDA2030A功放模块以及功能按键模块等电路。本章根据系统设计结构图来对每个部分的电路进行分析和说明，重点讲述MCU微控制器AT89C51、12864液晶显示模块、RC522感应模块、ISD4004语音码模块、TDA2030A功放模块、4*4矩阵键盘和电源电路模块。 3.1 整体电路结构和电路图 AT89S52单片机作为主控芯片，在电源的供电作用下实现控制功能。