用PIC单片机实现的IC卡读写器

技术分类: 微处理器与DSP  | 2008-01-31
来源:单片机与嵌入式系统应用 | 作者:大连海事大学 姜小涛 夏志忠

  2 USART方式

  通用同步异步接收发送模块(USART)是两个串行通信接口之一,USART又称为SCI(Serial Communication Interface)。USART可以设置为全双工异步串行通信系统,这种方式可以与个人计算机PC或串行接口CRT等外围设备进行串行通信:也可以设置为半双工异步串行通信系统,与串行接口的A/D或D/A集成电路、串行EEPROM等器件连接。USART是二线制串行通信接口,它可以被定义如下三种工作方式:全双工异步方式、半双工同步主控方式、半双工同步从动方式。

  为了把RC6和RC7分别设置成串行通信接口的发送/时钟(TX/CK)线和接收/数据(TX/DT)线,必须首先把SPEN位(TCSTAT的RD7)和方向寄存器TRISC的D7:D6置1。

  USART功能模块含有两个8位可读/写的状态/控制寄存器,它们是发送状态/控制寄存器TXSTA和接收状态/控制寄存器TCSTA。

  USART带有一个8位波特率发生器BRG(Bau

d Rato Generator),这个BRG支持USART的同步和异步工作方式。用SPBRG寄存器控制一个独立的8位定时器的周期。在异步方式下,发送状态/控制寄存器TXSTA的BRGH位(即D2)也被用来控制波特率(在同步方式下忽略BRGH位)。

  向波特率寄存器SPBRG写入一个新的初值时,都会使BRG定时器复位清零,由此可以保证BRG不需要等到定时器溢出后就可以输出新的波特率。

  对USART方式进行初始化的程序如下:

  BSF STATUS,RP0 ;将指针指向数据存储器的第1页

  MOVLW 0x19

  MOVWF SPBRG ;设置波特率为9600

  BCF STATUS,RP0 ;将指针指向数据存储器的第0页

  CLRF RCSTA ;将接收控制和状态寄存器清零

  BSF RCSTA,SPEN ;串口允许

  CLRF PIR1 ;清除中断标志

  BSF STATUS,RP0 ;将指针指向数据存储器的第1页

  CLRF TXSTA ;将发送控制和状态寄存器清零

  BSF TXSTA,BRGH ;设置为异步、高速波特率

  BSF TXSTA,TXEN ;允许发送

  BCF STATUS,RP0 ;将指针指向数据存储器的第0页

  BSF RCSTA,CREN ;允许接收

  初始化完成后,即可发送或接收数据。在发送或接收数据时,通过查询发送/接收中断标志位即可判断是否发送完一个数据/接收到一个数据。发送/接收中断标地不需要也不有用软件复位。

  在异步串行发送的过程中,只要TXREG寄存器为空,中断标志TXIF就置位。因此,TXIF为1并不是发送完毕的标志,但仍可以用TXIF标志来判断。因此当TXREG为空时,将数据送入后,数据会保留在TXREG寄存器中,直到前一个数据从发送移位寄存器中移出,即前一个数据发送完。

  3 IC卡

  IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的简称,有些国家和地址称其为智能卡(Smart Card)、芯片卡(Chip Card)。国际标准化组织(ISO)在ISO7816标准中规定,IC卡是指在由聚氯乙烯(PVC)或聚氯乙烯酸脂(PVCA)材料制成的塑料卡内嵌入式处理器和存储器等IC芯片的数据卡。近年来,由于导半体技术的进步,集成化程度和存储器容量有了很大提高,并使CPU和存储器集成在一个芯片上,从而提高了数据的安全性。

  在本设计中,IC卡采用的是AT45DB041B-SC芯片,该芯片的特点如一下:

  • 单一的2.7V~3.6V电源;
  • 串行接口结构;
  • 页面编程操作,单一的循环重复编程(擦除和编程,2048页(每页264字节)主存;
  • 两个264字节的SRAM数据缓存,允许在重编程非易失性存储器时接收数据;
  • 内置的编程和控制定时器;
  • 低功耗,4mA有源读取电流,2μA CMOS备用电流;
  • 15MHz的最大时钟频率;
  • 串行外围接口方式(SPI)——模式0和3;
  • CMOS的TTL兼容的输入和输出;
  • 5.0V可承受的输入,SI、SCK、CS(低电平有效)、RESET(低电平有效)。

  在本设计的调试过程中,曾测试过IC卡的输入输出电平,结果证明这种IC卡的输入电平与TTL兼容,而输出电平与TTL不兼容。

  4 IC卡的电源提供电路

  在本设计中,由于IC卡的电源电压范围为 2.7~ 3.6V,而PIC单片机需要的电源为 5V,而且稳压源提供的电压也是 5V,因此,要设计一个稳压模块,给IC卡提供 3V左右的电压。设计电路如图3所示。

设计电路图

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