原標(biāo)題：pic單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用，基于pic單片機(jī)實(shí)現(xiàn)IC卡讀寫(xiě)器(下)

在基于PIC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)IC卡讀寫(xiě)器的實(shí)際應(yīng)用中，我們可以繼續(xù)深入探討其設(shè)計(jì)原理、硬件電路、軟件編程以及相關(guān)的注意事項(xiàng)。以下是對(duì)該應(yīng)用的詳細(xì)分析：

一、設(shè)計(jì)原理

1. 核心器件選擇：

• 選用PIC單片機(jī)作為控制核心，通常選擇具有SPI（Serial Peripheral Interface）和USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）功能的型號(hào)，如PIC16F877或PIC16C74。這些單片機(jī)具有運(yùn)行速度快、低功耗、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，并且支持兩種通信方式，滿足與IC卡進(jìn)行串行同步通信和與上位機(jī)進(jìn)行串行異步通信的需求。

2. 通信接口：

• SPI接口：用于與IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。SPI是一種三線同步總線，通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)（SCK）、數(shù)據(jù)輸入（SDI）和數(shù)據(jù)輸出（SDO）等信號(hào)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步傳輸。在設(shè)計(jì)中，通常使用PIC單片機(jī)的SPI主模式，由單片機(jī)控制時(shí)鐘信號(hào)的輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。

• USART接口：用于與上位機(jī)進(jìn)行串行異步通信。USART支持全雙工和半雙工通信方式，可以通過(guò)配置波特率等參數(shù)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。

二、硬件電路

1. 單片機(jī)最小系統(tǒng)：

• 包括晶振電路、復(fù)位電路和電源濾波電路等，確保單片機(jī)能夠正常工作。

2. 讀卡模塊：

• 根據(jù)IC卡的類(lèi)型設(shè)計(jì)相應(yīng)的讀卡電路。通常，讀卡電路包括與IC卡通信的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線和復(fù)位線等。在設(shè)計(jì)中，需要注意保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，以確保數(shù)據(jù)線上的電壓在安全的范圍內(nèi)，防止單片機(jī)和IC卡受損。

3. 電源管理：

• 設(shè)計(jì)高效的電源電路，確保讀卡器能夠穩(wěn)定工作。同時(shí)，在軟件層面配合單片機(jī)的睡眠模式、時(shí)鐘調(diào)整等低功耗技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

4. 通信接口電路：

• 設(shè)計(jì)與上位機(jī)通信的接口電路，如串口電路或USB電路等。這些電路用于將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)或接收上位機(jī)的控制指令。

三、軟件編程

1. SPI初始化：

• 配置控制寄存器，將SPI方式配置為主控模式，并設(shè)置時(shí)鐘頻率和時(shí)鐘極性等參數(shù)。然后，將相關(guān)的端口設(shè)置為輸出模式，以便與IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2. USART初始化：

• 配置波特率發(fā)生器BRG，設(shè)置波特率等參數(shù)。然后，將相關(guān)的端口設(shè)置為串行通信接口的發(fā)送和接收線。最后，啟用串口通信功能。

3. 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作：

• 在SPI主模式下，通過(guò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)與IC卡的通信。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入SSPBUF寄存器，并等待中斷標(biāo)志位SSPIF置位表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，先發(fā)送一個(gè)任意數(shù)據(jù)給IC卡提供時(shí)鐘信號(hào)，然后接收IC卡發(fā)出的數(shù)據(jù)。

• 在USART通信中，通過(guò)配置發(fā)送和接收狀態(tài)/控制寄存器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入TXREG寄存器；在接收數(shù)據(jù)時(shí)，從RCREG寄存器中讀取數(shù)據(jù)。

四、注意事項(xiàng)

1. 電源穩(wěn)定性：

• 在設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，要確保電流穩(wěn)定輸出，避免大電壓波動(dòng)對(duì)讀卡器的影響。

2. 低功耗設(shè)計(jì)：

• 除了硬件層面的低功耗設(shè)計(jì)外，還需要通過(guò)軟件編程來(lái)合理安排單片機(jī)的工作和睡眠狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

3. 噪聲抑制：

• 在讀卡器設(shè)計(jì)中，需要注意噪聲抑制的問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)計(jì)有效的濾波電路來(lái)減少干擾，提高讀卡器的穩(wěn)定性和可靠性。

4. 安全性考慮：

• 在與IC卡進(jìn)行通信時(shí)，需要注意數(shù)據(jù)的安全性?？梢圆捎眉用芗夹g(shù)來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程，防止數(shù)據(jù)泄露和非法訪問(wèn)。

綜上所述，基于PIC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)IC卡讀寫(xiě)器需要綜合考慮硬件電路設(shè)計(jì)、軟件編程以及相關(guān)的注意事項(xiàng)。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和編程，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠且節(jié)能的IC卡讀寫(xiě)器應(yīng)用。