关于Atmega16L控制的刷卡消费计量系统引言 随着智能IC卡的普及，人们的衣食住行逐渐与IC卡息息相关起来，对IC卡的安全性、实用性也普遍提高。容量小、结构简单、安全性能差的磁卡正逐步淘汰，接触式IC卡克服了磁卡的种种缺点应运而生，占据了绝大部分市场，然而非接触式IC卡的出现将会给其带来巨大的挑战。非接触式IC卡避免了接触读写带来的各种故障，如接触不良、污垢、粗暴插拔带来的损坏等，同时读写器与IC卡实施双向密码鉴别制，安全性更好[1]。 本文提到的刷卡消费系统中读卡器芯片FM1702LS便是针对基于ISO14443
协议
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的非接触式IC卡
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
的。该系统采用了射频自动识别技术开发的非接触式读卡器，在安全性、耐用性、防窃听、防解密方面将会有较大的优势，同时非接触式IC卡采用的是1994年由荷兰NXP半导体公司发明的MIFAREI，操作简单、成本低、抗干扰能力强、安全可靠、且有多个扇区，该存储特点能使它一卡多用，应用于不同的场合或系统，从而真正实现“一卡通”。 1系统组成及
工作原理
数字放映机工作原理变压器基本工作原理叉车的结构和工作原理袋收尘器工作原理主动脉球囊反搏护理
如所示为该系统大致结构，主要由PC、RS232通信接口、MCU（Atmega16L）、读卡芯片FM1702LS、非接触式IC卡（MF1ICS50）、语音芯片（AP8942A），还包括语音功放、滤波等电路模块。其中天线该系统采用的是矩形设计。 整个读卡器模块通过直流5V输出的电源适配器供电，经滤波、稳压为3.3V供MCU工作。通过在线调试SPI接口初始化读卡器芯片，读卡器模块不间断的通过天线向外发送13.56MHz的调制信号，进行寻卡，用户所购物品金额通过串口发送到单片机缓存寄存器，语音提示消费者刷卡，当M1非接触式IC卡靠近感应区，卡与读卡芯片进行信息交互，FM1702通过SPI接口向AVR单片机上传用户卡内信息，扣除消费金额，通过串口上传用户消费信息给PC，与此同时PC检索IC卡序列号在数据库中对应的用户信息并更新，通过网络上传到后台服务器。 2系统硬件设计 2.1基于Atmega16L控制的读卡器电路 该单片机与FM1702LS间主要电路是SPI接口，通过它实现数据的交互，FM1702接受单片机发送的指令，执行相应的操作，配置相应寄存器，初始化读卡器芯片，通过TX1、TX2不断经天线发送13.56M调制信号，接收脚Rx等待接收IC卡发送用户数据。读卡器的硬件电路原理图如所示。 2.2天线设计 天线是非接触式IC卡读写模块的一个重要组成部分，是无源MIFARE卡能量的来源。当M1卡接近刷卡区，卡片内与读卡器发射频率相同的LC串联谐振电路，在电磁波的激励下产生共振，从而使电容有了电荷，通过电子泵积累电荷达到2V时，可供卡内电路工作，M1卡将卡内数据发射出去或接受读卡器的数据[2]。 影响天线设计的主要因素有两个，最大磁通量和带宽。根据ISO14443
标准
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要求
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，各参数优化后天线与IC卡通信距离可达10cm。从互感的原理可知，天线的半径越大，匝数越多，互感系数越大，但长度也有一定的限制。该系统天线采用的是PCB印制矩形设计，对于13.56MHz的系统来说，天线的最大尺寸在50cm左右。 2.3语音模块设计 如图所示，本系统语音模块采用的是CPU并口触发模式，通过Atmega16L上PA0-7的8个I/O口模拟并口实现与语音芯片AP8942a间的寻址通信，SBT为片选信号引脚，置高时读取并口地址信息，语音芯片输出地址对应段所烧录的语音信号，后经放大滤波，扬声器播报语音提示。 3系统软件流程 系统的工作流程大致可分为以下几个步骤： 3.1刷卡请求 系统上电复位后，读卡器自动寻卡。若PC机未发送消费金额，则单片机中存储消费金额的缓存空间数据清零，用户刷卡后可查看所剩金额，扣款为零；若PC机通过串口向单片机发送消费者消费金额，单片机判断所发送的数据格式是否正确或是否在单笔消费限额之内，语音提示刷卡或无效操作。
浙公网安备 33021202002483