单片机实现接触式的IC卡读写控制
从上高中开始，我们学校用的餐卡就为接触式的IC卡，在校园里还分布着很多的IC卡电话，上大学以后学校使用的校园一卡通，为非接触式是射频式IC卡，因此对IC卡有了兴趣，在学习单片机的过程中，了解到单片机可以实现IC卡的读写控制，在参考有关资料的基础上，学习的利用单片机实现接触式的IC卡读写控制。
主要器件：
1、 AT89S8252单片机芯片，此芯片具有SPI接口，可以用来读写IC卡芯片。
2、 使用与SPI接口兼容的串行数据接口的IC卡芯片AT45D041A，支持在系统重编程，可用于数字语音、图像和数据的存储。
试验流程图：
试验电路图：
试验程序代码：
//ICRdWr.h程序
#ifndef _ICRDWR_H // 防止ICRdWr.h被重复引用
#define _ICRDWR_H
#include // 重要的头文件引用
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/* 指令宏定义 */
#define BUFFER_1_WRITE 0x84 // buffer1写指令代码
#define B1_TO_MM_PAGE_NO_ERA 0x88 // 无在线擦除的buffer1写主内存页指令代码
#define MM_PAGE_READ 0xD2 // 主内存页读指令代码
#define STAT_REG_READ 0xD7 // 状态寄存器读指令代码
#define DATA_IN_MAX_LEN 8
#define DATA_OUT_MAX_LEN 8
uint page_start_addr; // 页中起始字节地址
uint page_addr; // 页地址，16位中低9位为有效位
uint buf_start_addr; // buffer中起始字节地址，16位中低11位为有效位
uchar data_in[DATA_IN_MAX_LEN]; // 要写入IC卡的数据
uchar data_out[DATA_OUT_MAX_LEN]; // 要从IC卡中读出的数据
#endif
//ICRdWr.c程序
#include "ICRdWr.h"
/* 延时t毫秒 */
void delay(uint t)
{
uint i;
while(t--)
{
/* 对于11.0592M时钟，约延时1ms */
for (i=0;i<125;i++)
{}
}
}
/* 获取需要存入IC卡数据的函数*/
void getdata()
{
// 此函数简化如下：
uchar i;
for (i=0;i<8;i++)
data_in[i]=i+1;
}
/* 写单片机AT89S8252的SPDR寄存器，数据通过SPI口串行输出给IC卡芯片 */
void write_spi(uchar dat)
{
SPDR = dat;
while (!(SPSR & 0x80)) ; // 等待一次传输完成
}
/* 获取IC卡芯片状态函数 */
uchar IC_stat(void)
{
P1_1 = 0; // 使能IC卡芯片;/cs=0
write_spi(STAT_REG_READ); // 写入读IC卡芯片状态指令
write_spi(0x00); // 写无关比特
P1_1 = 1; // 禁用IC卡芯片;/cs=1
return SPDR; // 返回IC卡芯片状态字节
}
/* 写IC卡芯片函数:将数据写入buffer，如果buffer满，
则将buffer中数据写入主内存页 */
void write_to_IC(uchar dat)
{
uchar stat;
/* 检查IC卡芯片是否忙 */
stat = IC_stat();
while ((stat&0x80)==0x00);
/* 数据写入buffer */
P1_1 = 0; // 使能IC卡芯片;/cs=0
write_spi(BUFFER_1_WRITE); // buffer1写指令代码
write_spi(0x00); // 写入8位无关位
write_spi((uchar)(buf_start_addr>>8)); // 写入7位无关位加上9位buffer起始字节地址的第1位
write_spi((uchar)buf_start_addr); // 写入9位buffer起始字节地址的后8位
write_spi(dat); // 写入数据
P1_1 = 1; // 禁用IC卡芯片;结束buffer write指令
buf_start_addr++; // 下一buffer起始字节地址
/* 如果buffer写满，则将buffer中数据写入主内存页 */
if (buf_start_addr > 263)
{
buf_start_addr = 0; // buffer起始字节地址重置0
if (page_addr < 2047) // 如果主内存页不满
{
/* buffer数据写入主内存页 */
P1_1 = 0; // 使能IC卡芯片;/cs=0
write_spi(B1_TO_MM_PAGE_NO_ERA); // 写入无在线擦除的buffer1写主内存页指令代码
write_spi((uchar)(page_addr>>7)); // 写入4位保留位加上11位页地址的高4位
write_spi((uchar)(page_addr<<1)); // 写入11位页地址的低7位和1位无关位
write_spi(0x00); // 再写入8位无关位
P1_1 = 1; // 禁用IC卡芯片;结束无在线擦除的buffer写主内存页指令
page_addr++; // 下一页地址
}
}
}
/* 读IC卡芯片函数，如果一页读完，则读取下一页 */
uchar read_from_IC()
{
uchar stat;
uchar tmp;
/* 检查IC卡芯片是否忙 */
stat = IC_stat();
while ((stat&0x80)==0x00);
/* 从主内存页中读出数据 */
P1_1 = 0; // 使能IC卡芯片;/cs=0
write_spi(MM_PAGE_READ) ; // 写入主内存页读指令代码
tmp = (uchar)(page_addr>>7);
write_spi(tmp); // 写入4位保留位加上11位页地址的高4位
tmp = (uchar)(page_addr<<1)|((uchar)(page_start_addr>>8)&0x01);
write_spi(tmp); // 写入11位页地址的低7位和9位页起始字节地址的最高位
tmp = (uchar)(page_start_addr);
write_spi(tmp); // 写入9位页起始字节地址的低8位
write_spi(0x00) ; // 写入8位无关位
write_spi(0x00) ; // 写入8位无关位
write_spi(0x00) ; // 写入8位无关位
write_spi(0x00) ; // 再写入8位无关位，共写入32位无关位
write_spi(0xff) ; // 写入8位无意义值以确保完成一字节数据的读出
P1_1 = 1; // 禁用IC卡芯片;结束主内存页读指令
page_start_addr++; // 下一页中起始字节地址
/* 如果读完一页，则读取下一页 */
if (page_start_addr > 263)
{
page_start_addr = 0; // 页起始字节地址重置0
if (page_addr < 2047) // 如果主内存页没有读完
page_addr++; // 下一页地址
}
return SPDR; // 返回读出数据
}
接上篇程序:
/* 主函数 */
void main()
{
uchar i;
P1_0 = 1; // /RST引脚置高
/* SPIE=0,SPE=1,DORD=0,MSTR=1,CPOL=CPHA=1,SPR1=0,SPR0=1*/
SPCR=0x5d;
buf_start_addr = 0;
page_start_addr = 0;
page_addr = 0;
/* 获取需要写入IC卡的数据，存放在data_in[]中 */
getdata();
/* 将data_in[]中存放数据写入IC卡 */
for (i=0;i
{
write_to_IC(data_in[i]);
delay(2); // 延时2ms
}
delay(10); // 延时10ms
buf_start_addr = 0;
page_start_addr = 0;
page_addr = 0;
/* 数据读出IC卡，存放在data_out[]中 */
for (i=0;i
{
data_out[i] = read_from_IC();
delay(2); // 延时2ms
}
while(1);
}
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