摘 要
现代电子信息技术的高速发展改变了人类传统的工作和生活方式，其与人类社会生活中的许多事物的结合，产生了许多新的技术和产品。通用存贮器IC卡是电子信息技术与传统卡片相结合的产物，是由通用存贮器芯片封装而成的。它将信息存储到嵌有集成电路芯片的卡片中，实现人与信息系统的交流，并且其结构和功能简单，生产成本低，使用方便，因此IC卡广泛地应用到社会生产生活的各个领域。本文首先对通用存贮器IC卡的读写器的设计进行了方案论证，确定了IC卡读写器的总体方案。然后，对AT24系列存贮器的特征以及相关技术（如两线串行连接协议（I2C）、读写操作的时序等）进行了详细的介绍，并以AT24C01和AT89C51为例详细描述了通用存贮器IC卡的工作原理及用单片机对其进行读写操作的基本电路和软件编程实现方法。再从硬件与软件两方面对IC卡读写器进行了具体的设计，同时对其主要电路（如IC卡读写电路、键盘与显示电路等）和基本子程序（如多字节读和写程序、键盘扫描程序以及显示程序等）进行了详细的分析，实现了对IC卡数据的读写，能完成从键盘输入数据送到单片机，然后将输入的数据保存在IC卡存储器的存储空间，并能将其数据在四位LED上进行显示，同时能将读写错误的情况送往报警电路来报警指示。本次设计电路简单、灵活，能对IC卡数据进行可靠的读写。
关键词：IC卡;读写器; I2C总线; AT24C01; AT89C51
目 录
1 概述 ……………………………………………………………………………………………………1
1.1 IC卡的发展…………………………………………………………………………………………1
1.2 IC卡的特性和用途 …………………………………………………………………………………1
1.3 IC卡的分类 …………………………………………………………………………………………2
1.4 IC卡应用系统的组织结构 …………………………………………………………………………3
1.5 IC读写设备 …………………………………………………………………………………………5
1.6 设计任务……………………………………………………………………………………………6
2 系统工作原理及方案设计 …………………………………………………………………………7
2.1 IC卡读写器的硬件电路构成和工作原理 …………………………………………………………7
2.2 系统结构的构建……………………………………………………………………………………7
3 系统硬件设计 …………………………………………………………………………………………9
3.1 主要芯片介绍 ……………………………………………………………………………………9
3.1.1基于AT24C0X系列的IC卡介绍 ……………………………………………………………9
3.1.2 AT89C51单片机介绍………………………………………………………………………12
3.1.3 扩展8155可编程并行接口芯片…………………………………………………………14
3.2 主要电路设计与分析 ……………………………………………………………………………17
3.2.1 IC卡读写电路设计 ………………………………………………………………………17
3.2.2 显示电路设计 ……………………………………………………………………………20
3.2.3 矩阵键盘电路设计 ………………………………………………………………………22
3.2.4 报警电路设计 ……………………………………………………………………………24
3.2.5 时钟电路设计 ……………………………………………………………………………25
3.2.6 复位电路设计 ……………………………………………………………………………26
3.3 总的硬件电路设计………………………………………………………………………………27
4 系统软件设计…………………………………………………………………………………………30
4.1 IC卡读写器软件设计………………………………………………………………………………30
4.2 键盘扫描程序设计 ………………………………………………………………………………31
4.3显示程序设计………………………………………………………………………………………32
4.4 IC卡数据的读写程序设计…………………………………………………………………………33
4.5其他子程序的软件设计 ……………………………………………………………………………34
结束语………………………………………………………………………………………35
致谢…………………………………………………………………………………………36
参考文献……………………………………………………………………………………37
附录 基本程序设计 …………………………………………………………………………………38
