用PIC16F877单片机实现的IC卡读写器

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（Baud 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。[next]

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。

该电路的主要元件为LM317芯片，它是三端可调集成稳压器，输出电压为1.25～37V范围内可调。当其Vin端的输入电压在2～40V范围内变化时，电路均能正常工作，输出端Vout和调整端ADJ间的电压等于基准电压1.25V。该芯片内的基电路的工作电流IREF很小，约为50μA，由一个恒流性很好的恒流源提供，所以它的大小不受供电电压的影响，非常稳定。在图3中，B点为电压输出端，为IC卡提供电压。A点为控制端，与单片机的一个端口引脚相连，当该引脚为低电平时，三极管Q1不工作，B点输出电压约为3.15V；当该引脚为高电平时，三极管Q1工作，B点输出电压约为1.25V。在程序中查询IC卡插座中是否有IC卡，当有IC卡时，将A点所连的单片机引脚设置为低电平，从而为IC卡提供电源；当没有IC卡或对IC卡的操作结束时，将A点连的单片机引脚设置为高电平，从而不给IC卡提供电源。

IC卡的上电和下电程序如下。

IC卡上电子程序 IC卡下电子程序

POWERON P