大学毕业论文-—ic读卡器设计.doc

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1、IC卡读写器目录1设计目的和要求11.1设计目的11.2设计要求12硬件设计22.1硬件选择和总体系统框图22.24x4矩阵键盘电路22.3数码管动态、静态显示电路32.4数据储存电路43软件设计73.1软件总体流程73.2I²C器件的读写83.3反转法读键值93.4数码管扫描显示104软硬件调试124.1软硬件协同调试125实习心得13参考文献15附录16IIC卡读写器1设计目的和要求1.1设计目的本课题的主要内容是采用51系列微控制器实现IC读写器的设计，通过这个实习，增强C语言程序设能力，同时加强对5

2、1系列微控制器及相关知识理论的使用，熟练掌握51系列微控制器的编程、调试和应用系统的开发以及相关芯片总线协议的使用。1.2设计要求1、密码存储在I²C器件AT24C02中，实现数据掉电不丢失。2、系统在上电后四个数码管均显示“—”的初始化状态。3、实现数字键0-9和相关功能键的设计，4、四个功能键的说明：（1）输入键：按下此键时，四个数码管空白显示（全黑），每输入一个数字就在数码管上显示出来。（2）读出键：按下此键后，读出24c02的数据，并显示在四个数码管上。（3）复位键：在按下输入键之后，输入4个数字后

3、，可以选择该键表示放弃输入不储存，或者选择储存键。（4）储存键：当输入修改的数字后，按下此键，将修改的数据进行存储并同时回到初始状态，显示“—”。第28页共29页IC卡读写器2硬件设计2.1硬件选择和总体系统框图本设计采用STC89C52微控制器,用24C02作为存储密码的芯片，实现储存数据断电不丢失，采用4X4矩阵键盘输入，四位共阳数码管动态显示密码。管脚连接如图2.1所示。图中省略时钟电路和电源电路。4位数码管P0/P3STC89C52RCP2INT0/INT14x4矩阵键盘IIC储存器AT24C02图

4、2.1总体系统框图2.24X4矩阵键盘电路矩阵键盘又称行列式键盘。用I/O口线组成行列结构，按键设置在行列交点上。N条口线最多可构造N²个按键。4X4的行列结构可构成16个键的键盘，如图2.2所示。无按键时各行各列彼此相交而不相连。由行列线的电平状态可以识别唯一与之相连的按键，此过程成为读键值。第28页共29页IC卡读写器图2.24x4矩阵键盘键盘读键采用反转读键法。第一步：先置行线P2.0~P2.3为输入线，列线P2.4~P2.7为输出线，且输出为0。相应的P2口写为0FH。若读入低4位的数据为F，则表明

5、有键按下，保存低4位数据。低4位中电平0的位置对应的是被按下键的行位置。第二步：设置输入输出口对换，行线P2.0~P2.3为输出线，且输出为0，列线P2.4~P2.7为输入线，I/O口编程数据为F0H。若读入高4位数据不等于F，则认为有键按下。读入高4位数据中为0的位为列位置。保存高4位数据，将两次所读数值按位或运算一次，便得按键值。2.3数码管显示电路设计中显示4位数据时，采用数码管动态显示方式，它既满足4个数码管的显示要求，又节省了单片机的I/O管脚资源，只使用12条I/O口线。4个数码管共用一个I/O

6、口P0，如图2.3所示，在每个瞬间，数码管段码相同。要达到多位显示的目的，就要在每一瞬间只有一位共阳端有效，即只选通一位数码管。段码由共用I/O口送来，各位数码管依次轮流选通，使每位显示该位的字符，并保持一段时间，以适应视觉暂留的效果。然后关闭该位数码管，防止“残影”现象。在显示初始状态“—”时，四位数码管为静态显示，所有数码显示相同。第28页共29页IC卡读写器图2.3数码管显示电路2.4数据存储电路2.4.1I²C总线协议I²C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行t通信总线，可发送和接收数据。在微

7、控制器与IC之间、IC与IC之间进行双向传送，在信息的传输过程中，I²C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。I²C总线基本状态如图2.4：1）总线空闲（A）数据线和时钟线同时为高电平。2）启动数据传输（B）时钟（SCL）为高电平时，SDA从高电平变为低电平表示起始条件产生。起始条件必须先于所有的命令产生。第28页共29页IC卡读写器3）停止数据传输（C）时钟（SCL）为高电平时，SDA从低电平变为高电平表示停止条件产生。所有操作都必须以停止条件结

8、束。4）数据传送/数据有效（D）数据线的状态表明数据何时有效。在起始条件之后，数据线在时钟处于高电平期间保持稳定。必须在时钟信号为低电平期间改变数据线。一个数据位对应一个时钟脉冲。数据的每次传输以起始条件开始，以停止条件结束。在起始条件和停止条件之间传输的数据字节数目由主器件决定。图2.4基本状态图确认信号（ACK）每一个被寻址的接收器在接收到每一字节数据后，应发送一个确认位。主器件必须提供一个额外的时钟以传输确