原標(biāo)題：pic單片機實際應(yīng)用，基于pic單片機實現(xiàn)IC卡讀寫器(上)

基于PIC單片機實現(xiàn)IC卡讀寫器是一個常見的實際應(yīng)用，以下是對該應(yīng)用的詳細介紹：

一、應(yīng)用背景與目的

IC卡（集成電路卡）因其存儲容量大、安全性高、攜帶方便等優(yōu)點，在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而IC卡讀寫器則是與IC卡進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾O(shè)備?；赑IC單片機實現(xiàn)IC卡讀寫器，可以利用單片機的控制能力和通信接口，實現(xiàn)對IC卡數(shù)據(jù)的讀取和寫入，從而滿足各種應(yīng)用場景的需求。

二、硬件設(shè)計

1. 單片機選擇

• 型號：PIC16F877單片機。該單片機不僅具有所需的SPI（串行外圍設(shè)備接口）和USART（通用同步異步接收發(fā)送模塊）兩種通信方式，還具有運行速度快、低功耗、價格低等優(yōu)點。

• 引腳連接：單片機的15腳和23腳分別與IC卡的輸出引腳3和4相連。由于IC卡的輸出電壓為CMOS電平，而單片機能夠正確識別IC卡的輸出信號，因此需要加上拉電阻。

2. 保護電路

• 二極管電路：作為單片機與IC卡通信數(shù)據(jù)線的保護電路。當(dāng)數(shù)據(jù)線上的電壓為負電壓時，與地相連的二極管導(dǎo)通；當(dāng)數(shù)據(jù)線上的電壓大于+5V時，與+5V相連的二極管導(dǎo)通。這樣可以保證數(shù)據(jù)線上的電壓在0V~+5V之間，保護單片機和IC卡不受損壞。

3. 通信接口

• SPI接口：用于單片機與IC卡之間的數(shù)據(jù)傳輸。SPI總線是一種三線同步總線，包括串行數(shù)據(jù)輸出（SDO）線、串行數(shù)據(jù)輸入（SDI）線、串行時鐘（SCK）線和從選擇（SS）線。在本設(shè)計中，使用SPI主模式，由單片機控制時鐘SCK的輸出。

• USART接口：用于單片機與上位機（如PC）之間的串行異步通信。USART可以設(shè)置為全雙工異步串行通信系統(tǒng)，方便與PC等外圍設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換。

三、軟件設(shè)計

1. SPI方式設(shè)置

• 初始化程序：配置控制寄存器，將SPI方式配置為主控模式，時鐘頻率為單片機時鐘頻率的1/4，并將時鐘的高電平設(shè)置為空閑狀態(tài)。同時，配置狀態(tài)寄存器，將SPI方式設(shè)置為數(shù)據(jù)輸出時鐘的中間采樣，時鐘SCK的上升沿觸發(fā)。最后，將相關(guān)的端口設(shè)置為輸出。

• 數(shù)據(jù)傳輸：當(dāng)向IC卡中寫數(shù)據(jù)時，隨時可以發(fā)送數(shù)據(jù)；當(dāng)讀IC卡內(nèi)的數(shù)據(jù)時，先要發(fā)送任意一個數(shù)據(jù)（此時IC卡不處于寫入狀態(tài)，不會接收該數(shù)據(jù)），給IC卡提供輸出數(shù)據(jù)的時鐘，然后再接收IC卡發(fā)出的數(shù)據(jù)。

2. USART方式設(shè)置

• 初始化程序：設(shè)置波特率發(fā)生器BRG的初值，以控制波特率。同時，配置接收控制和狀態(tài)寄存器、發(fā)送控制和狀態(tài)寄存器等相關(guān)寄存器。

• 數(shù)據(jù)傳輸：初始化完成后，即可通過USART接口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時，通過查詢發(fā)送/接收中斷標(biāo)志位即可判斷是否發(fā)送完一個數(shù)據(jù)/接收到一個數(shù)據(jù)。

四、應(yīng)用拓展

基于PIC單片機實現(xiàn)的IC卡讀寫器可以應(yīng)用于各種需要IC卡讀寫功能的場景，如門禁系統(tǒng)、公交卡收費系統(tǒng)、會員卡管理系統(tǒng)等。通過進一步的軟件開發(fā)和硬件擴展，還可以實現(xiàn)更加復(fù)雜的功能，如數(shù)據(jù)加密、多卡識別等。

綜上所述，基于PIC單片機實現(xiàn)IC卡讀寫器是一個具有廣泛應(yīng)用前景的實用項目。通過合理的硬件設(shè)計和軟件編程，可以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的IC卡讀寫功能，滿足各種應(yīng)用場景的需求。