AT89S8252单片机实现接触式IC卡读写控制的设计
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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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
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#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 */
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{
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
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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;
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stat = ic_stat（）;
while （（stat&0x80）==0x00）;
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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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