IC卡检票机MCY

在日常生活中，现金交易的不易携带、容易丢失、流通不方便情况给人们生活带来了很多不利，现代化城市开始朝着一卡通方向发展。IC卡则为近几年才出现的新型卡片，在卡片上嵌有IC（E2PROM，有的还有CPU）。由于它保存的信息比较可靠安全、可以高达几万次的读写，所以大量应用于公交车票、饭票、保健卡、收费系统等。
众所周知，城市公交系统是一个城市的窗口，其工作的质量与效率会直接影响到人民群众的日常生活和工作。利用现代计算机和通讯技术，实现公交IC卡收费系统能显著提高企业的现代化管理水平，为公交运营管理提供科学准确的数字信息，获得明显的社会和经济效益，同时也为城市一卡通打下基础。
本文设计的基于USB接口的车载IC读写器由MCU系列的MC68HC705J2单片机、MMM微模块、键盘、显示、存储器AT93C46、天线和监控电路以及与PC机通信的CH371固化USB串行通信接口电路组成。具有读写时间快、可以1万次写/擦除、数据保留十年、热插拔功能等显著特点。

关键词：IC卡、MCU单片机MC68HC705J2、存储器AT93C46、CH371。

Title: Bus carry IC card’s control system with USB interface

Abstract
In daily life, the cash transactions’ inconvenient to take along with people, easy to lose and inconvenient for circulation make a big disadvantage to human life. The IC card is a new kind of card that appears these years. On the card there is a IC (E2PROM, some has CPU). Because the dependable safety in information that it keep, can be up to reading and writing for ten thousand times, large quantity of IC card applies in the bus ticket, meal ticket, care card and charges system etc.
Know to all, the city bus system is the window of a city, its work efficiency and quality will affect directly with the daily life of people。Based on the modern computer and communication technology we can achieve the IC card charging to the bus system. This will raise the modernization level of the business management a, achieve social and economy beneficial and make a good base to the one -card city’s system.
This text design the USB interface car carries IC reads and write system that use the MCU single chip computer MC68CH705J2CH371, MMM micro module, keyboard, moniter,AT93C46, antenna, control electric circuit and with a USB electric circuit constitutes for communication with PC. It is fast writing and reading speed and may write and clear for 10 thousand times. The data will stay for 10 years.

Keywords:IC card、MCU single-chip computer MC68HC705J2、ROM AT93C46、CH371

目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 IC卡应用 1
1．1 IC卡概述 1
1．1．2 IC卡功能描述 1
1．1．3 IC卡通信协议 1
1．2 IC卡的种类及功能特点 1
1．3 PHLIPS公司的Mifare 智能非接触IC卡 1
第二章单片机A/D、D/A转换 1
2．1 Motorola单片机发展概况 1
2．2 Motorola单片机应用技术概论 1
2．2．1 单片机应用系统的构成及基本要求 1
2．2．2 Motorola单片机应用技术介绍 1
2．3 单片机MC68HC705J2 1
2．3．1 MC68HC05J2存储器结构 1
2．3．2 MC68HC70532单片机 1
第三章 USB总线接口芯片（CH371） 1
3．1 概述 1
3．2 特点 1
3．3 引脚 1
3．4 功能说明 1
3．4．1 一般说明 1
3．4．2 USB 设备配置和数据传输过程描述 1
3．4．3 本地端的软硬件接口 1
3．4．4 计算机端的软件接口 1
3．5 应用 1
第四章单片机SPI接口技术及应用技术 1
4．1 SPI硬件接口 1
4．1．1 硬件接口 1
4．1．2 软件模拟实现 1
4．2 单片机与EEPROM接口及SPI实现 1
4．3 单片机与IC卡接口及SPI实现 1
第五章应用实例━基于USB接口的车载IC卡控制系统 1
5．1 设计目的 1
5．2 设计原理 1
5．3 设计步骤 1
5．3．1 功能设想 1
5．3．2 硬件系统考虑 1
5．3．3 电路分析 1
5．4 控制软件 1
5．4．1 主监控程序 1
5．4．2 功能程序 1
5．4．3 WATCHIDOG功能 1
结论 1
致谢 1
参考文献 1
附录A 单片机MC68HC705J2读数据到AT93C46 1
附录B 单片机MC68HC705J2写数据到AT93C46 1
附录C 单片机MC68HC705J2读写AT93C46的子程序 1
附录D 单片机MC68HC705J2读数据到IC卡 1
附录E 单片机MC68HC705J2写数据到IC卡 1
附录F 单片机MC68HC705J2读写IC卡的子程序 1
附录G 主监控程序 1
附录H 检票子程序 1
附录I 系统设置子程序 1
附录J WATCHDOG功能子程序 1
附录K 系统原理图 1

第一章 IC卡应用
1．1 IC卡概述
IC（Integrated Circuit）卡的英文名有“IC Card”，“Smart Card”等，在我国称“IC卡”，带CPU（中央处理器）的IC卡称智能卡。国际标准化组织（ISO）在ISO7861标准中规定的IC卡是指在聚氯乙烯（PVC）或聚氯乙烯酸酯（PVCA）材料制成塑料卡内嵌入微处理器和存储器等IC芯片的数据卡。CPU和存储器可以集成在一个芯片上。
IC卡是集成电路卡。在卡上，封装有符合ISO标准的芯片，有6或8个触点和外部设备进行通信。在IC卡上可以有彩色图案和说明性文字。触点的位置如图1-1所示；IC卡基本内部结构如图1-2所示。[1李也白，王福成.智能卡应用系统.清华大学出版社.2000年]

当IC卡插入IC卡读卡器后，各接点对应接通，IC卡上的超大规模集成电路就开始工作，IC卡以其超小的体积、先进的集成电路芯片技术、独特的功能和保密措施受到了广泛的欢迎；IC卡系统的最大特点是实现真正的脱机运行。所谓脱机运行是指IC卡系统不依赖PC机就可以正常工作，可以自动识别、判断、读写、记录、存储持卡人的信息；也可以将持卡人的信息传输给PC机。
IC卡存储量大，存储量可以从几十字节到几兆字节；IC卡使用方便，便于携带；IC卡有一系列加密措施，能有效地防止密码被盗窃或破坏；IC卡对网络实时性、敏感性要求较底；；IC卡的防磁、防静电、抗干扰等性能较好；IC卡使用寿命长。
1．1．1 IC卡特征及结构（以SLE4432和SLE4442为例）：
(1)256*8的EEPROM用户存储卡；
(2)32*1位保护存储器；
(3)按字节寻址；
(4)用户存储器中32字节的不可逆字节写保护；
(5)2线制通信协议；
(6)复位响应符合ISO标准7816-3；
(7)擦写和写的编程时间各为2.5ms；
(8)至少1万次写/擦除周期；
(9)数据保持可达10年；
(10)触点配置和串行接口符合ISO标准7816（同步传送）；
(11)SLE4442特征还具有在准确的24位可编程密码递交后，内部数据才能改变。
IC卡引脚配置。[2张辉，陈粤初，李丕垠.MOTOROLA单片机应用技术.1999年]
1．1．2 IC卡功能描述
一般的IC卡，例如SLE4432，存储器可分为两部分：
（1）用户存储器；
（2）保护存储器。
SLE4442还有一个保密存储器，如图1.1.2-1所示。图中PSC1，PSC2，PSC3为3字节密码。

用户存储器EEPROM具有256*8位的内部结构，EEPROM中0～31字节可设置成ROM，它有保护存储器相应保护位来确定，此地址范围的数据位只有在其保护位还未设置成0之前才能改变，一旦写了保护位，则次数据字节再也不能被擦除或改变。通常一些IC卡存放了保护存储器，在使用中无须再次修改其内容，例如用户识别码、卡发行单位码等。
正常情况下，一个数据的改变由擦除和写步骤完成，数据改变与否取决与主存内数据字节内容以及新的数据字节是否要求EEPROM真正擦除或改变。假如寻址的字节中的8位不需要从0至1的变化，则擦除将取消；相反假如不需要1至0的变化，则写存取将取消。每个编程操作即擦出或写存取至少花2.5ms。
对于带保密功能的SLE4442卡，只有递交了准确的24位长密码（PSC）后，用户存储器内的数据才能改变，为了保护此类IC卡数据以及防止卡密码被破译，限制递交密码的出错次数最多为3次，由一个错误计数器EC来计数。一旦密码递交出错次数超过3次，则此卡将作废。出厂时的此类密码为FFFFFF，对于不带密码的SLE4432卡，则可方便地改变用户存储器的数据。
1．1．3 IC卡通信协议
IC卡通信协议是一种在接口期间IFD和IC卡芯片间的二线制通信协议，所有I/O上的数据改变在时钟CLK下降沿进行。通信协议由四种方式组成；复位和复位响应；命令方式；输出数据方式；处理方式。

1.复位和复位响应
复位响应根据ISO标准7816-3执行，复位可在操作期间任何时候进行。起始时，RST的高状态H设置至低状态L，地址计数器随时钟脉冲一起置0，第一数据位（LSB）输出至I/O，连续输入31个时钟脉冲，可读出第一个4个EEPROM地址中内容，地33个始终脉冲恢复I/O至状态H。在复位响应期间，任何开始和停止条件均被禁止。
2.命令方式
复位响应后，芯片等待命令。每个命令由起始条件、一个3字节长命令和停止条件构成。起始条件：CLK处于高状态H期间。停止条件：CLK处于高状态H期间。接收到命令后，有两种方式：读数据的输出方式和写（或擦除）的处理方式。
3.输出数据方式
在这种方式下，IC发送数据至IFD示，它表示输出数据时序图，在CLK上第一个下降沿后，I/O上第一位有效，最后一个数据位之后，需要一个额外的时钟脉冲，以设置I/O处于高状态，同时准备IC接收新的命令。在这种方式，任何起始和停止条件均被禁止。
4.处理方式
图为处理方式时序图。IC卡必须连续接收时钟，直至到CLK下降沿之后切换至低状态L的I/O被设置成高状态H，任何开始和停止条件在此方式期间均被禁止。

1．2 IC卡的种类及功能特点
目前市场上常用的IC卡有接触式IC卡、非接触式IC卡、光卡等。
1．2．1 接触式IC卡：
接触式的IC卡通过机械触点从读写器获取能量和交换数据；目前在社会上常见的是接触式IC卡。它具有存储量大（以兆为单位），保密功能强（有多重密码设置和认证功能），可实现一卡多用。但是，这类卡的读写操作速度较慢，操作也不方便，每次读写时必须把卡正确地插入到读写器的口槽才能完成数据交换，这样，在公交、考勤等需要频繁读写卡的场合就很不方便，而且读写器的触点和卡片上IC卡的触脚暴露在外,容易损坏和搞脏而造成接触不良。
1．2．2 非接触式IC卡：
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。它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。目前我国引进的射频 IC卡主要有PHILIPS公司的Mifare和ATMEL公司的Temic卡。
1．2．3 光卡：
光卡（Optical Card）技术是计算机光盘存储技术的孪生兄弟，出现于20世纪80年代中期。光卡的记录介质是由半导体激光材料组成，基板材料采用聚碳酸酩（用与高速喷气式飞机窗口的有机材料）组成。该材料在耐用性方面是目前普通IC卡所采用的聚氯乙烯（PVC）的100倍。光卡的大小与IC卡一样（长85.6mm、宽54mm、厚0.76mm）。光卡是能够储存并再生信息的大容量卡式煤体，是利用半导体激光照射来记录和提取信息。光卡的特点是：
(1)容量大，能存储4.2MB的信息；能保存文字、数据资料、照片、图片、图象资料；
(2)安全性好，不怕强电、强磁干扰；
(3)可靠性好，拥有独特的信息保密手段，可以做到一卡一码，该码无法用常规方法读取；
(4)读写信息快，数据读取速度26KB/s，数据写入速度10KB/s；
(5)具有很强的兼容性，光卡系统可以现行的计算机各种各样的程序兼容；
(6)用专利技术制造，可以防备伪造，且运用了多种加密技术；
(7)使用简便；
付费论文，联系电话：13331768797 ，qq:21557555