单片机控制高容量安全数字卡的应用设计
基于单片机AT89C51的IC卡系统的设计
关键词：A T24C08；A T89C51；I2C；LCD；串口通信摘要：设计了单片机控制IC卡数据读写的软/硬件、LCD显示以及与PC机之间的串口通信。
介绍了以单片机A T89C51为核心的IC卡系统的设计。
IC卡(Integrated Circuit Card)是将一个集成电路芯片镶在塑料基片中，封装为卡片形式，具有读写数据和存储数据的能力。
接触式IC卡是现代智能卡中的一种，它是继条码卡、磁卡等之后出现的一种高性能标识卡，是微电子、计算机及电子信息等高新技术综合发展的产物。
IC卡比磁卡存储容量大，可靠性和安全性高，在应用上除了覆盖磁卡的全部应用范围以外，还提供了许多磁卡所不具备的应用特性。
正是这些特性，使IC卡在脱机业务处理和联网数据一致性等方面表现出前所未有的优势。
现已广泛应用在金融、交通、通信、保安、娱乐等诸多领域。
1 A T24C08卡存储卡是IC卡的一种，它是一种用可电擦写的可编程内存(E2PROM)为核心的IC卡，能够多次重复使用。
A T24C08是A TMEL公司出品的I2C接口、高集成度串行E2PROM内存IC卡。
A T24C08具有以下特点：与400 kHz I2C总线兼容、低功耗CMOS技术、1 000 000次编程/擦除周期及可保存数据100年以上。
A T24C08芯片的触点位置与功能符合ISO7816-2标准，触点位置如图1所示，触点功能如表1所示。
2 电路设计与读写控制2.1 接口电路的设计本设计采用的单片机是A T89C51[1]。
A T24C08卡座与A T89C51的电路连接如图2所示[2]。
SLC为串行时钟，在时钟的上升沿，数据写入E2PROM；在时钟的下降沿，数据从E2PROM被读出。
SDA为双向数据端口，是一个漏极开路的引脚，满足“线与”的条件，在使用过程中需要加上拉电阻。
SW1、SW2为IC卡卡座的1对常开触点，SW1与Vcc连接，SW2与A T89C51的引脚P1.0连接，平时P1.0通过1个电阻连接到地，当有卡插入时，SW1和SW2短接，Vcc将P1.0上拉到高电平，通过对P1.0上的电平查询就可以知道是否有卡插入。
C8051F020在SD卡主控制器设计中的应用
C8051F020在SD卡主控制器设计中的应用1 引言飞机飞行状况监测及数据采集仪。
用于采集飞机试飞时的各种飞行数据，要求大量的存储容量。
它具有功能强、性价比高、安装和使用方便的特点。
采集仪可以根据用户的要求进行配置，对八路传感器输入信号进行调理、采样及数据处理，将测量结果实时动态显示，并通过其报警功能，实现设备故障预警。
采集仪既可以单机独立工作，也可以通过RS－485总线将多达16台采集仪与计算机联机组成在线监测系统。
应用范围包括各种不同类型的电机、风机、泵、齿轮箱、轧机、风力发电机、电站和离心机，以及各种机械设备常见故障的状态监测等。
2 硬件功能原理与设计SD卡的外形和接口。
根据SD卡与主控制器的通信协议不同，SD卡对外提供两种访问模式：SD模式和SPI模式。
所用通信模式不同，SD卡引脚的功能也不同，具体引脚功能如表1所示。
在具体通信过程中，主机只能选择其中一种通信模式。
通信模式的选择对于主控制器来说是透明的，卡会自动检测复位命令的通信协议模式，而且通信模式一旦选定，系统在通电情况下不能改变。
SD模式下，主控制器使用SD总线访问SD卡。
可通常的单片机没有硬件SD总线，尽管可以借助通用口线用软件仿真，但访问速度较低，还要大量占用CPU时间，而单片机多具有SPI总线。
注：S--电源；I--输入；O--推挽输出；PP--推挽I/O。
在SPI总线模式下。
CS为主控制器向卡发送的片选信号，SCLK为主控制器向卡发送的时钟信号。
DI（DataIn）为主控制器向卡发送的单向数据信号，DO（DataOut）为卡向主控制器发送的单向数据信号。
SD卡的内部结构，还具有卡接口控制器、寄存器以及SD和SPI两种模式的对外接口等。
外部主控制器访问卡的外部信号线并不与存储器单元直接相连，而是通过卡的接口控制器与存储器单元接口相连。
卡内存储单元的读，擦，写由卡接口控制器根据主控制器的命令自动处理完成，而主控制器无须知道卡内是如何操作、管理存储单元的。
基于CPLD的PIC32单片机大容量存储系统设计
ＣＬ Ｐ Ｄ内部采用模块化设计原则 ， 分别建立 ＰＣ ２ Ｉ ３ 接
基于ＣＬ Ｐ Ｄ设计 的 ＰＣ ２ Ｉ ３ 单片机 大容量存储 扩展系统可
口模块 、 ＩＯ模块 和 Ｆａｈ 写模 块 。ＦＦ ＦＦ ｌ 读 ｓ ＩＯ由 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ片
内配置 编写 ， 这样 既可 以最 大化地利用 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ内部 资源 以实现系统微 型化 ， 又可以节省使用外部 ＦＦ ＩＯ芯片 的成
ｕ ｉ ｎ ｒ ｅ ｏ ｃ ｉ ｖ ｓｏａ ｅ ｎ ｒ ｔ ｅ ａ ｏ ｈ ｃ ｌ ｃｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ａｇ － ａ ａ ｉ ｄ ｔ ．Ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｏ ｎ ｔ ｏ ｄ ｒ ｔ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｒｇ ａ ｄ ｅｒ ｖ ｌ ｆ ｔ ｅ ｏｌ ｔｄ ｘ ｅｉ ｉ ｉ ｅ ｍｅ ｔｌ ｈ ｇ － ｐ ｅ ｌｒ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ａａ ｙ ｈ ｏ ｏ ｉｉ ｆ ｏ
ｃ ｒｅ ｔ ｅ ｓ ａ ｄ ｆａ ｉ ｉ ｔ ｆ ｓ ｓｅ ｄ ｓｇ ． ｏ ｒ ｃｎ ｓ ｎ ｅ ｓｂ ｌ ｙ ｏ ｙ ｔｍ ｅ ｉｎ ｉ
【 ｙ ｗ ｒｓ Ｉ３ Ｕ ｔｒｇ ｅｓｒｍｅｔ ｆ ｓ ｍ ｒ；Ｃ Ｌ Ｋｅ ｏ ｄ 】ＰＣ ２ ＭＣ ；ｓ ａｅｍ ａｕｅ ｎ； ａｈ ｍｅ ｏｙ Ｐ Ｄ ｏ ｌ
ｔｅ ｓ ｓｅ ｈ ｙｔｍ ｐｏ ｒｍｓ ａ ｄ ｈ ｒ ｗａｅ ｎｅｆｃ ｉｃ ｉ ａ ｗ ｌ ａ ｄ ｓ ｎ ｄ ａ ｆ ＣＰ Ｄ ｏ ｔ ｌ ｎｔｍｏ ｕａ ｒ ｎｒｄ ｃｄ ｈ ｒｇａ ｎ ａｄ ｒ ｉｔｒ ｅ ｃｒｕｔ ｓ ｅｌ ｓ ｅｉ ｉｅ ｓ ｏ Ｌ ｃ ｎｒ ｕ ｉ ａ ｇ ｏ ｄ ｌｒ ａｅ ｉｔ ｕ ｅ ．Ｔ ｅ ｏ
０ 引言
美 国微芯 （ ｃｏｈ ） 司推 出的３ 位单 片机 ＰＣ ２ Ｍｉ ｃ ｉ 公 ｒ ｐ ２ Ｉ３
毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的智能IC卡煤气表控制装置设计
摘要随着信息社会的到来，人类所拥有的信息种类和数量呈爆炸性增长，IC卡，一种方便安全可靠的高技术，高附加值的信息载体便应运而生。
IC卡技术以其广泛的应用领域和巨大的产品市场成为近几年来我国信息产业的一大特点。
与此同时，我国燃气收费管理长期以来都是以人工抄表为主，存在着工作量大、收费时间长、收费困难、效率低、易出错的问题，为了减少燃气收费管理中人力、物力的浪费，减少不安全因素，进行了“智能煤气表的研究”。
这既是IC卡技术实际应用的进一步探索，也是燃气收费管理方式的改革。
本设计对智能IC卡煤气表控制装置的组成、功能及技术要求进行了理论上的分析和技术上的应用研究。
设计依据低成本，高可靠性的原则完成了以下工作：1. 软件设计中均采用模块化设计结构，完成了燃气表的计费功能以及故障的查询和处理。
89C51单片机作为控制装置的核心，控制装置的硬件电路实现了脉冲采集、数据存储、电磁阀驱动控制、IC卡读写、电源监测及声音报警和等功能。
3.本文用Visual Basic6.0成功地实现了对IC卡的管理以及煤气收费系统的管理。
数据库软件具有建立用户档案、销售、写卡、统计、查询等功能。
关键词： IC卡技术煤气表 AT89C51单片机ABSTRACTWith the coming of information society, human beings have the amount and type of information in the explosive growth, IC card, a convenient safe, reliable and high technology and high value-added information carrier will come into being. IC technology with its extensive applications and great products market in China has become a feature of the information industry. Meanwhile, China's gas charges administration have long been mainly on artificially meter, there are big workload and charging time is long, difficult charging, the efficiency is low, the error-prone problems, in order to reduce gas fee manpower and material resources in the management of the waste and reduce the safety factor, "smart MeiQiBiao research". This is both practical application of IC card technology explore further, also is the reform of fuel gas fee management mode.Technical requirements makes a theoretical analysis and technical application research. Design basis low cost, high reliability principle completed the following job:1. The software design is all adopt modular design structure, completed the gas meter charging functions and fault inquiries and processing.2. The ratio of higher AT89C51 as control device, the core of the hardware circuit implementation control device of pulse acquisition, data storage, electromagnetic valve driving control, IC literacy, power monitoring and voice alarm and etc. Function.3. This article with the Visual Basic6.0 successfully realized the management of IC card and gas fee system management. Database software hasbuild user archives, sales, write CARDS, statistics, inquiry, and other functionsKeywords：IC technology Gas meter AT89C51 Micro-controller目录第1章摘要 (7)1.1智能IC卡的作用和地位 (7)1.2研制智能IC卡煤气表控制装置的目的和意义 (8)IC卡在中国的应用与发展 (9)第2章智能煤气表硬件的设计 (9)2.1硬件总体结构 (9)2.2AT89C51单片机简介 (10)2.2.1 AT89C51的引脚结构 (10)2.2.2 内部结构 (14)2.2.3 外围电路 (14)2.3AT24C02的应用 (15)2.3.1 AT24CXX介绍 (15)2.3.2 AT24C02的简介 (16)2.3.3 I2C总线特性的简介 (18)2.3.4 AT24C02在智能煤气表中的应用 (19)2.48155的简介 (20)2.4.1 8155的结构 (20)2.4.2 8155的引脚及功能 (20)2.4.3 8155的工作原理 (22)2.5LED显示电路的设计 (23)LED显示器结构与原理 (24)2.5.2 LED显示器与显示方式 (24)2.6耗气量计数电路的设计 (26)2.6.1 霍尔效应 (26)2.6.2 计数电路的设计 (27)2.6.3 霍尔元件的材料及结构特点 (27)2.7可燃气报警电路的设计 (28)2.7.1 传感器 (28)2.7.2 探测报警电路 (28)2.7.3 调试 (29)2.8电源电路的设计 (29)2.8.1 电源变压器 (30)2.8.2 单相整流电路 (31)2.8.3 滤波电路 (33)2.8.4 稳压电路 (34)2.9防作弊电路的设计 (35)第3章智能煤气表软件的设计 (35)3.1流程图 (35)3.2软件抗干扰技术 (37)第 4 章收费管理软件设计 (39)4.1开发平台及开发选用的语言 (40)4.1.1 Visual Basic概述 (40)4.1.2 Access的介绍 (41)4.2收费管理中心主机软件流程图 (45)4.2.1 收费管理中心各部分功能的简介 (46)4.2.2 用量查询程序 (47)4.2.3 报表输出程序 (49)4.2.4 用气信息及断气控制功能 (50)4.2.6 IC卡智能煤气表充值系统源程序代码 (52)总结 (56)致谢 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
sd卡在单片机上的应用
SD卡在现在的日常生活与工作中使用非常广泛，时下已经成为最为通用的数据存储卡。
在诸如MP3、数码相机等设备上也都采用SD卡作为其存储设备。
SD卡之所以得到如此广泛的使用，是因为它价格低廉、存储容量大、使用方便、通用性与安全性强等优点。
既然它有着这么多优点，那么如果将它加入到单片机应用开发系统中来，将使系统变得更加出色。
这就要求对SD卡的硬件与读写时序进行研究。
对于SD卡的硬件结构，在官方的文档上有很详细的介绍，如SD卡内的存储器结构、存储单元组织方式等内容。
要实现对它的读写，最核心的是它的时序，笔者在经过了实际的测试后，使用51单片机成功实现了对SD卡的扇区读写，并对其读写速度进行了评估。
下面先来讲解SD卡的读写时序。
<1） SD卡的引脚定义SD卡引脚功能详述：引脚编号SD模式SPI模式名称类型描述名称类型描述1CD/DAT3IO或PP卡检测/数据线3#CS I片选2CMD PP命令/回应DI I数据输入3VSS1S电源地VSS S电源地4VDD S电源VDD S电源5CLK I时钟SCLK I时钟6VSS2S电源地VSS2S电源地7DAT0IO或PP数据线0DO O或PP数据输出8DAT1IO或PP数据线1RSV9DAT2IO或PP数据线2RSV注：S：电源供给 I：输入 O：采用推拉驱动的输出PP：采用推拉驱动的输入输出SD卡SPI模式下与单片机的连接图：SD卡支持两种总线方式：SD方式与SPI方式。
其中SD方式采用6线制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3进行数据通信。
而SPI方式采用4线制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut进行数据通信。
SD方式时的数据传输速度与SPI方式要快，采用单片机对SD卡进行读写时一般都采用SPI模式。
采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。
这里只对其SPI方式进行介绍。
b5E2RGbCAP<2）SPI方式驱动SD卡的方法SD卡的SPI通信接口使其可以通过SPI通道进行数据读写。
高安全海量存储卡设计
1下 2016年 第3期（总第521期）CHINESE & FOREIGN ENTREPRENEURS104【科技与管理】 Technology and Management随着各行业信息化快速发展，除了受行业关注的网络构建外，具备数据安全的移动存储已成为行业信息化的必备产品，海量存储与数据安全已成为最基本也是最迫切的需求。
尤其是对多数企业和银行、证券等机构而言，移动存储设备已成为它们必不可少的数据中转与短期备份工具。
这些企业和机构的数据本身价值已远远大于一个存储设备的自身价值。
所以，一旦移动存储设备数据丢失或失窃，造成的损失根本无法估量。
如电信行业，它们的信息数据可能包括财务信息、商业策划、用户信息、通信清单及其他更多资料，每一项信息具有相当的经济价值和更高的无形资产价值。
为避免相关信息外泻，一个能起保护作用的便携式存储器必不可少。
移动存储已开始走向行业用户，相对个人市场而言，其对存储的安全性和保密性提出了更高的要求，而且是移动存储能否大规模走向企业应用的关键。
图1为存储卡的系统架构。
图1 存储卡的系统架构高安全性的海量存储卡是集SoC 芯片设计、Flash 技术、嵌入式系统、智能卡技术和安全技术为一体，并以安全芯片为基础，以安全操作系统为核心，以安全存储、身份认证和数据加解密为目的，保证移动存储具有高等级的安全级别；为军队、金融、电子政务、电子商务、3G 移动通信和个人消费电子等领域用户安全的数据转移业务提供了完整的解决方案。
本文就海量存储芯片的SoC 架构和安全性设计两方面，介绍海量存储卡的设计与实现。
一、系统架构高安全性的海量存储卡是一种大容量、高安全、多接口的SoC 芯片和嵌入式安全操作系统，将安全芯片和Flash 芯片结合在一起，并结合安全芯片中的操作系统，达到安全存储和安全访问的目的。
其系统架构如图1所示。
美编请将图1放到这里整个存储卡芯片由数据加密SoC 和大容量Flash 组成。
基于89C51单片机的IC卡读写控制系统设计
学号：**********毕业设计（论文）题目：基于89C51的IC卡读写控制系统设计作者届别2007系别物理与电子信息系专业电子信息工程指导老师职称副教授完成时间2007.01~2007.05摘要在IC卡管理应用系统中，作为IC卡数据读写的终端IC卡读写器是必不可少的。
IC卡读写器除了完成基本的IC卡数据读写功能外，还要完成数据收集传送、控制命令输入和显示输出、提供上位机控制管理接口和数据加密处理等等功能。
本文主要介绍了一种IC卡读写终端的设计，IC卡读写终端是一个单片机嵌入式应用系统。
论文介绍了实现IC卡数据存储的控制方法，并以西门子公司的SLE4442型逻辑加密卡为基础，详细介绍了单片机控制IC卡数据读写的软、硬件实现方法。
关键词：单片机；IC卡；控制系统ABSTRACTBeing interface device of IC cards, the IC card read-write terminal is necessary in all IC card information management systems. Besides fulfilling the base function of IC card data reading and writing, IC card read-write terminals also need other functions such as collecting data transferring, user command inputting and display message outputting, control interface providing, data encrypting and so on. To design a read-write terminal with needed functions and excellent performance is a key to composing an efficient IC card management application system. This paper introduces the designing of a type IC card read-write terminal mainly. The terminal is a MCU embedded application system.The paper has introduced the reading and writing technique of IC card data.The paper has specified the software and hardware realization of IC card data reading and writing on the base of SLE4442 which is a kind of Smart Card with Security Logic made by SIEMENS.Keyword: Micro controller unit ;IC card; Control system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)图表目录........................................................................................................................ I V 第一章绪论.. (1)1.1 引言 (1)1.2 IC卡的发展和使用情况 (1)1.3 IC卡应用技术 (2)第二章SLE4442卡接口电路和读写控制 (5)2.1 接触式IC卡的接口电路和一般控制 (5)2.1.1 IC卡供电电路 (5)2.1.2 IC卡卡座接口电路 (5)2.2 SLE4442芯片 (6)2.2.1 芯片的特点 (6)2.2.2 芯片的引脚配置 (6)2.2.3 芯片的功能 (7)第三章系统的软硬件实现 (10)3.1 读写终端整体结构设计 (10)3.2 控制芯片AT89C51 (11)3.2.1 主要功能部件 (12)3.2.2 AT89C51接口分配及系统电路设计 (12)3.3 AT89C51与IC卡接口电路 (13)3.4 键盘及其接口技术 (14)3.5 显示器接口设计技术 (17)3.5.1 LED显示器基本原理 (17)3.5.2 LED显示电路的软件和硬件设计 (18)3.6 IC卡读写程序设计 (20)3.6.1 IC卡的命令格式 (20)3.6.2 IC卡读写程序 (20)第四章IC卡系统安全问题 (23)4.1 对IC卡及其系统的潜在攻击 (23)4.2 IC卡管理系统的安全性考虑 (24)第五章总结与展望 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)图表目录图2.1 IC卡接口设备的供电回路 (5)图2.2 IC卡的卡座接口电路 (6)图2.3 SLE4442芯片引脚图 (7)表2.1 芯片引脚功能 (7)图3.1 读写器方框原理图 (10)图3.2 89C51内部结构 (12)图3.3 AT89C51最小系统 (13)图3.4 IC卡与单片机接口电路原理图 (14)图3.5 4*4矩阵键盘示意图 (15)图3.6 键盘扫描流程图 (17)图3.7 显示电路示意图 (19)表3.1 IC卡命令格式及功能 (20)图3.8 复位和应答模式图 (21)图3.9 命令模式时序图 (21)图3.10 输出数据模式时序图 (21)图3.11 图数据处理模式时序图 (22)第一章绪论1.1 引言IC卡是利用安装在卡中的集成电路(IC)来记录和传递信息，是一种将个人信息有效地送入信息网络并获得所需结果的有效办法。
控制卡应用编程技巧
控制卡应用编程技巧1.合理设计数据结构：在进行控制卡应用编程时，首先需要考虑合理的数据结构设计。
选择适当的数据结构可以提高代码执行效率，减小内存占用，并便于扩展和维护。
例如，使用链表结构来存储数据可以方便地插入和删除节点，而使用数组结构可以提高数据的访问速度。
2.优化算法和算法复杂度：在编写控制卡应用程序时，尽量使用高效的算法来提高程序的执行速度。
可以通过降低算法的时间和空间复杂度来优化程序的性能。
例如，使用二分算法代替线性算法，可以在有序数据中快速找到目标值。
3.合理利用缓存机制：缓存是提高程序执行效率的有效手段。
在控制卡应用编程中，可以使用缓存来存储频繁访问的数据，避免重复计算或IO操作，从而减少系统资源的消耗。
例如，可以将频繁访问的数据存储在高速缓存中，以提高数据的读取速度。
4. 错误处理和异常处理：在编写控制卡应用程序时，需要合理处理各种可能的错误和异常情况。
错误处理和异常处理能够提高程序的稳定性和鲁棒性，并提供更好的程序健壮性。
例如，可以使用try-catch语句块来捕获异常并进行相应的处理，避免程序崩溃。
5.避免内存泄漏和资源泄漏：内存泄漏和资源泄漏是程序开发中常见的问题。
在控制卡应用编程中，需要注意合理管理内存和资源，及时释放不再使用的对象和资源，避免造成内存泄漏和资源泄漏。
例如，在使用完毕后，可以显式地调用释放内存和资源的函数。
6.多线程和并发编程：在控制卡应用编程中，多线程和并发编程可以提高程序的性能和响应能力。
合理使用多线程和并发编程可以并行执行多个任务，充分利用系统资源，并加快程序的响应速度。
例如，可以使用多线程来处理并发请求，提高系统的吞吐量。
7.代码重用和模块化设计：在编写控制卡应用程序时，应鼓励代码的重用和模块化设计。
通过将相关代码封装成函数或类，并进行适当的抽象和封装，可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
例如，可以将相似的功能模块进行封装，通过调用函数或对象来实现代码的重用。
单片机应用系统课程设计 卡牌
单片机应用系统课程设计卡牌单片机应用系统课程设计-卡牌写出一、引言卡牌是一种古老而受欢迎的游戏形式，它结合了策略、推理和运气的元素，让人们在游戏中享受到思考和决策的乐趣。
在这个课程设计中，我们将使用单片机来设计一个简单的卡牌游戏系统，让玩家可以在单片机上玩卡牌游戏。
二、系统设计1. 系统概述我们的系统将包括一个显示屏、几个按键和一个单片机。
玩家可以通过按键来操作卡牌的选择和使用，并通过显示屏来实时显示游戏的状态和信息。
2. 硬件设计我们将使用一块基于ARM的单片机开发板作为我们的硬件平台。
这个开发板提供了丰富的IO接口和功能，可以满足我们的需求。
我们将通过连接外部显示屏和按键来实现用户界面。
3. 软件设计在软件设计方面，我们将使用C语言来编写单片机的程序。
程序将包括以下几个模块：(1) 初始化模块：在系统启动时初始化各个硬件模块，并设置一些初始参数。
(2) 游戏逻辑模块：包括卡牌的生成、洗牌、发牌和游戏规则的处理。
(3) 用户界面模块：负责接收用户的输入，处理按键操作，并在显示屏上实时显示游戏的状态和信息。
三、游戏规则设计我们设计的卡牌游戏包括以下几个基本规则：1. 洗牌：在游戏开始前，将一副卡牌洗牌，并随机分发给玩家。
2. 出牌：玩家可以选择手中的一张卡牌出牌，每次只能出一张。
3. 抽牌：每当一轮结束后，玩家可以从卡牌堆中抽取一张新的卡牌。
4. 角色技能：每位玩家的角色都有一个特殊的技能，可以在游戏中使用。
5. 胜利条件：当游戏中只剩下一名玩家时，该玩家获胜。
四、功能实现1. 卡牌生成与洗牌：通过程序随机生成一副卡牌，并进行洗牌操作。
2. 发牌：将洗好的牌均匀地分发给玩家。
3. 按键操作：通过按键来选择卡牌和进行出牌操作。
4. 显示屏：将游戏的状态和信息实时地显示在显示屏上。
5. 角色技能：设计并实现每位玩家的特殊技能，并将其应用到游戏中。
五、总结与展望通过这个课程设计，我们将学习到单片机的硬件和软件设计，以及卡牌游戏的规则和实现方法。
单片机控制AT88SC1604卡的应用实
据保存期为 10 年。 芯片存储分区结构及定义 AT88SC1604 芯片分为制造商代码区、发行商代码区、用户安全密码 区、用户密码比较计数区、个人代码区以及四个应用区。每个应用区都由密 码区，密码比较计数区，擦除密码区和擦除密码比较计数区、应用数据区和 存储器测试区组成。 (1) 制造商代码区(FZ) 该区里记录的卡芯片生产商的特定信息(例如:生产批号、日期、以及 特别制定的特征代码)，由制造商在芯片出厂前写入。在控制本区的熔丝 (FUSHl)没有熔断时，该区的存储单元可以象普通的 EEPROM 存储单元一样 进行擦除和改写。一旦熔丝熔断，所写入的制造商代码就不可再更改。 (2) 发行商代码区(IZ) 该区用于记录卡片发行商的特定信息(例如:发行批号、日期、地区范
单片机控制 AT88SC1604 卡的应用实
本文介绍了目前应用较为广泛的 AT88SC1604 逻辑加密卡的特点和工作 原理，同时给出了通过单片机控制操作 IC 卡的的应用实例及程序。 前言 IC 卡按结类。 逻辑加密卡主要控制作用是：对数据存储区开放/关闭的控制;对数据存储区读 /写的控制;对数据存储区擦除操作的控制以及对密码校验和错误次数计数及锁 闭功能控制。
围编号以及特定用户编号等特征代码)。当控制本区的熔丝没有熔断时，该区 的存储单元内容可以自由的擦除或改写。在个人化处理过程完成之后，控制 该区的熔丝(FUSH2)熔断，即可将注入的发行商代码完全固化。这一代码也 是识别卡片的真伪，区分卡片应用类别的重要标识。 (3) 个人代码区(CPZ) 该区用于存放个人身份标识数据。该区使用上受芯片的用户密码的保 护。当用户密码比较成功，该区可读可写可擦除。用户密码比较不成功，该 区只能读而不能写入和擦除。 (4) 用户密码区(SC) 这个密码区是整个存储器的总控制开关。使用前，由授权持卡人预先 输入的一个安全代码作为参照字储存在这个存储区里。使用时，必须输入一 个校验密码。芯片将输入的校验密码与内部存储器的参照字一一比较。如果 比较结果一致，IC 卡将开放整个芯片储存器(包括各分区的控制密码和各应用 数据区)。各区的安全密码区 SCn(n=l，2，3，4)与 SC 的作用是完全类似的。 对于各分区的密码区 SCn (n=1，2，3，4)来说，其比较操作要受到对
单片机控制高容量安全数字卡的应用设计
单片机控制高容量安全数字卡的应用设计李文华;龚宸【摘要】为了解决高容量安全数字卡在嵌入式系统中不能访问的问题,通过分析高容量安全数字卡与标准容量安全数字卡的差异,提出了用串行外设接口访问控制高容量安全数字卡的方法,用飞思卡尔MC9S12XS128单片机作为嵌入式微处理器,用宇瞻4千兆字节的高容量安全数字卡作为控制对象,设计了高容量安全数字卡的控制电路和访问程序.先用单片机向高容量安全数字卡的指定扇区中写入数据,然后用单片机读取安全数字卡中所写入的数据,最后对所读出的数据与所写入的数据进行比较.实验表明,单片机所读出的数据与写入高容量安全数字卡的数据一致,采用串行外设接口访问控制高容量安全数字卡可以实现嵌入式系统的存储器升级.%In order to solve the problem that the high capacity digital card cannot be accessed in the embedded system, we put forward the method of controlling the high capacity secure digital card by the serial peripheral interface access after analyzing the difference between the high capacity secure digital card and standard capacity secure digital card. With Freescale single chipMC9S12XS128 chosen as an embedded microprocessor and the high capacity secure digital card of an Apacera 4Ciga byte as the controlled object, the control circuit and the access program of the high capacity secure digital card were designed . First , the single chip wrote the data to the designated sector of the high capacity secure digital card, and then read the written data in the card, finally the written data were compared with the read data. The experimental result shows that the read data agreewith the written data and the instrument can be applied in the embedded systems upgrade.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2012(034)007【总页数】4页(P71-74)【关键词】嵌入式系统;安全数字卡;存储器升级【作者】李文华;龚宸【作者单位】湖北仙桃职业学院机械电子工程学院,湖北仙桃433000;华中师范大学计算机与科学系,湖北武汉430000【正文语种】中文【中图分类】TP370 引言高容量安全数字卡广泛应用在含有视频功能的嵌入式系统[1]、笔记本电脑中，对高容量安全数字卡的访问控制成为研究的热点.在含有视频拍摄功能的嵌入式系统中，常用SD卡 (Secure Digital Card——安全数字卡)保存系统拍摄的视频，以便用计算机进一步处理嵌入式系统中所拍摄到的数据.随着拍摄时间的增加和拍摄功能的增强，选用最高容量不超过2 GB的SDSC卡(Standard Capacity Secure Digital Card——标准容量安全数字卡)很难满足系统对存储卡的容量要求，客观上需要嵌入式系统选用容量为4GB～32GB的SDHC卡(High Capacity Secure Digital Card——高容量安全数字卡).SDHC卡是近来按Ver2.0规范生产的SD卡，与按Ver1.1规范生产的SDSC卡存在较大的差异，为了解决嵌入式系统中高容量SD卡的访问控制问题，本文从应用的角度出发，以MC9S12XS12单片机控制Apaccr(宇瞻)4GB的SD卡为例，详细地讨论SDHC卡的控制设计.1 SDHC卡与SDSC卡在使用上的主要差异SDHC卡的内部结构与SDSC卡不同，除了容量上的差异外，在使用控制上还存在着以下几方面的差别：(1)SDHC卡只支持块访问，不支持字节访问，块的大小固定为一个扇区512字节；SDSC卡既支持块访问，又支持字节访问，块的大小由用户指定.(2)SDHC卡所使用的文件系统是FAT32，不能在FAT12/16文件系统中使用；SDSC卡使用的文件系统是FAT12/16，在FAT32文件系统中也可以访问SDSC 卡.(3)SD卡除了拥有SDSC卡的全部命令集外，还增加了许多命令.其中，SPI模式中新增加了CMD8命令，用来识别SD卡的接口类型.CMD8命令的格式与其他SPI 命令的格式相同，命令代码为0x48.(4)块访问命令参数的含义不同.在SDSC卡中，6个块访问命令CMD17、CMD18、CMD24、CMD25、CMD32、CMD33的参数含义是SD卡的字节地址.在SDHC 卡中块访问命令虽然也是这6个命令，但其参数的含义为SD卡的块地址(扇区地址).(5)初始化过程不同.2 硬件电路设计SDHC卡是在SDSC卡的基础上发展起来的，它们的引脚数都是9脚，引脚分布相同，都具有SD和SPI两种工作模式，用单片机控制SDHC卡可以采用SPI模式[2]控制.MC9S12XS128单片机是带有SPI口的CMOS单片机[3]，其工作电压为3.135～5.5 V，SD卡的工作电压为2.7～3.6 V，它们都采用3.3 V电源供电时，可用MC9S12XS128的SPI口直接控制SD卡.MC9S12XS128控制宇瞻4 GB的SDHC卡的硬件电路[4]如图1所示.图1 单片机控制SD卡的硬件电路 Fig.1 Circuit of controlling SD card based on MCU图1中，R1为4.7 kΩ的电阻，R2为100 Ω的电阻，R3为1 MΩ的电阻，C1为0.01 μF的电容，S1为复位按钮，C2、C3为22PF的电容，Y为16 MHz的晶振.R1、R2、C1、S1构成了单片机的复位电路，C2、C3、Y、R3为单片机的振荡电路.3 软件程序设计3.1 SPI初始化程序SDHC卡工作在SPI模式时，一次数据传输期内CS引脚必须保护为低电平，数据传输结束后需将CS置为高电平.一个字节的数据传输方向是，高字节在先，低字节在后.SDHC卡输出数发生在时钟的下降沿之后，SDHC卡接收数据时时钟的上升沿锁存数据.在SDHC卡的初化过程中，SPI的时钟频率为100～400 kHz，初始化结束后，SPI的时钟频率为0～6 MHz.为了实现单片机与SDHC卡通信，单片机的SPI口应按SDHC卡的时序要求工作[5].用MC9S12XS128单片机控制宇瞻4 GB的SDHC卡时，单片机的SPI口初始化程序如下：void SPI_Init(void){ MODRR =0;MODRR_MODRR4=1; //使用PM口DDRM|=0x38; //SCK0=1,MOSI=1,SS0=1DDRM &=(～0X04); //MISO=0 输入SPI0CR1 = 0x5E; //CPOL=1,CPHA=1SPI0CR2 = 0x00;SPI0BR = 0x07; //SPI速率:312.5 kHz}3.2 SD卡的初始化程序上电后，SD卡处于SD模式，采用SPI模式访问SD卡时必须先将SD卡的工作模式转换成SPI模式，然后用SPI模式命令访问SD卡中的存储器.初始化SD卡的的主要任务是，判断卡槽中的SD卡是何种SD卡，并将SD卡的工作模式设置成SPI模式，如果是SDSC卡还需要设置访问块的大小.初始化SD卡的方法是，上电后先用CMD0命令复位SD卡，使SD卡能接收后续的SPI模式命令，然后用CMD8命令[6]判断SD卡的接口类型和工作条件.在读得CMD8命令的响应有效后再用ACMD41命令启动SD卡的SPI模式初始化，并检查初始化是否结束，此处发送ACMD41命令时，应将参数的HCS位设置成1.在SD卡完成了SPI模式初始化后，再用CMD58命令读OCR寄存器的内容，并根据OCR的CCS位判断SD卡是SDHC卡还是Ver2.0版本的SDSC卡.SDSC卡、SDHC卡通用的初始化流程图如图2所示.图2 SD卡初始化流程Fig.2 Flow chart of the SD card initialized3.3 读写扇区程序在SPI模式下，SDHC卡的读扇区的命令是CMD17，写扇区命令是CMD24，这2个命令也是SDSC卡在SPI模式下的读写扇区命令.读扇区程序必须按照CMD17命令的时序图编写，写扇区程序必须按照CMD24的时序图编写.考虑到SDHC卡和SDSC卡的读写扇区命令相同，仅仅只是参数的含义不同，可以将读写扇区程序编写成SDHC卡和SDSC卡通用的程序.通用的读扇区流程图如图3所示，通用的写扇区的流程图如图4所示.图3 读扇区流程图Fig.3 Flow chart of reading sector图4 写扇区流程图Fig.4 Flow chart of writing sector4 测试结果测试主要包括2个方面，一是测试向SDHC卡写数的功能，二是测试从SDHC卡中读数的功能.应用本设计中的电路和程序向宇瞻SDHC卡的第50 000扇区写入512个0x17数据，写数后的结果如图5所示.将SDHC卡的50 000扇区中的数据读至数据组buff[512]中的结果如图6所示. 图5 向SDHC卡写数的结果Fig.5 Result of writing data to SDHC card图6 从SDHC卡读数的结果Fig.6 Result of reading data from SDHC card5 结语本设计通过采用MC9S12XS128单片机控制宇瞻4 GB的SDHC卡，提出了嵌入式系统中使用高容量SD卡的设计思路和方法，并成功地实现了单片机对SDHC 的访问控制，本设计中的电路和程序已在第五届“飞思卡尔”杯智能汽车的调试过程得到了很好的应用.实践表明，本设计解决了高容量SD卡的访问控制问题，可应用于含有视频拍摄功能的嵌入系统中和基于SD卡的嵌入式系统的存储器升级. 参考文献:[1] 罗肖，刘军，杨辉.嵌入式安全存储系统的研究[J].武汉工程大学学报,2012,34(2):67-70.[2] 盛李立，王忠，王春丽,等.基于SPI接口的无线网卡设备驱动设计[J].武汉工程大学学报, 2011,33(6)：89-97.[3] 孙同景.Freescale 9S12十六位单片机原理及嵌入式开发技术[M].北京:机械工业出版社,2008.[4] 王效华，牛思先.基于单片机PWM控制技术的实现[J].武汉理工大学学报，2010,32(1)：94-98.[5] 李文华.单片机应用技术(C语言版)[M].北京:人民邮电出版社,2011.[6] SD卡委员会.SD specifications part1(physicial layer smplified specification version 3.01)[R]. Technical Committee SD Card Assiociation,2010(5):113-116.。
一种大容量数据存储器在16位单片机系统上的应用
一种大容量数据存储器在16位单片机系统上的应用摘要：介绍了Samsung公司生产的一款NAND Flash 数据存储器K9F1G08U的特性及其在Mitsubishi公司生产的16位单片机M30802SGP上的应用。
关键词：NAND；FLASH；数据存储；M30802SGP中图分类号：TP36 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）01-0021-010 引言在一些以单片机为核心的应用案例中，我们经常会遇到如SRAM或NOR FLASH存储器的容量不能满足实际的需求，而单片机本身的地址资源有限，扩展太多片SRAM或NOR FLASH，成本又让设计者无法接受，那么在单片机系统中如何解决既能降低成本又能突破存储器容量限制的瓶颈呢？NAND结构的FLASH存储器件就是我们一个很好的选择。
NAND结构的FLASH具有体积小，功耗低，容量大（可达到1GB），擦除和写入速度快，通过I/O0～I/O7作为命令/地址/数据分时复用，目前已被广泛的应用到如PDA，U盘，CF，SD及MMC存储卡等领域。
现将讲述Samsung公司生产的一款NAND FLASH数据存储器K9F1G08U及其在Mitsubishi公司生产的16位单片机M30802SGP系统上的应用。
1 NAND FLASH器件K9F1G08U介绍NAND 结构的FLASH是SAMSUNG公司开发的一款大容量的存储器件，容量从16MB到1GB，我们主要介绍128MB的NAND FLASH器件K9F1G08U。
其主要引脚如下：I/O0-I/O7：8个命令/地址/数据复用的I/O口；CLE：命令锁存使能；ALE：地址锁存使能；#CE：片选使能信号，低电平有效；#RE：读使能信号，低电平有效；#WE：写使能信号，低电平有效；#WP：写保护信号，低电平有效；R/#B：高电平：READY信号，低电平：BUSY信号；PRE：如PRE接VCC，芯片上电后为自动读状态。
最新基于单片机的可控制两块IC卡设计与实现
基于单片机的可控制两块IC卡设计与实现第1章绪论1.1课题背景及应用概述1.1.1课题背景当今世界信息技术的发展日新月异，一个以采集、开发、利用信息资源为特征的信息技术革命正席卷全球，信息技术已广泛地渗透到社会各领域，在世界经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。
我国自1993年启动了以电子货币应用为重点的各类卡基应用系统工程--金卡工程[1]，经过十几年的发展，已构建起一个以磁卡和IC卡(Integrated Circuit card)为信息媒介的经济信息系统，为银行、商贸和旅游等部门服务，取得了较好的社会效益和经济效益。
磁卡和IC卡作为较成熟的信息媒介技术，已成为卡基数据媒介技术的主流。
磁卡技术起步发展较早，已具备较完整的技术规范，且在银行系统中得到了广泛的应用。
而近年来蓬勃发展的IC卡，与磁卡相比，它具有存储容量大，保密性强，抗磁电干扰能力强，网络要求低，易携带，寿命长等优点，因此，IC卡替代磁卡服务于大众是大势所趋。
IC卡按照与外界数据传输的形式不同，可划分为接触式IC卡和非接触式IC卡两种。
当前使用较广泛的是接触式IC卡。
非接触式IC卡成功地将射频识别技术和大规模集成电路技术结合起来，通过无线方式传输能量和数据，解决了片内无源和免接触的难题[2]。
接触式IC卡作为新兴的技术，已经广泛的应用于很多领域。
例如：移动通信，金融/银行业，社保/医疗卡，公交卡等领域[3]。
但目前国内的接触式IC卡应用都比较单一，大部分应用产品都是针对某一特定的IC卡，或者某一特定的IC卡驱动程序而设计，目前国内也有将接触式、非接触式IC卡两者结合的研究趋势，尽管如此，对于可以控制两块，或者多块智能IC的研究方面几乎是空白，本文正是在这样一个背景下，针对这样一个问题所提出。
1.1.2 IC卡在国内的应用情况自1993年我国实施"金卡工程"以来，IC卡行业取得了长足的进步。
2001年，我国总计发放IC卡3.2亿张，2002年增长20%，2003年增长率超过了40%，到了2007年，全国平均每人就拥有1张IC卡。
单片机在IC卡中的应用
第１５卷第３期重庆职业技术学院学报２００６年５月Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌ＆ＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅＭａｙ．２００６引言本设计的主要目的是介绍ＩＣ卡的数据存储技术和ＩＣ卡的数据通信，因而使用存储器卡。
由于本设计中既要与ＩＣ卡进行串行同步通信，又要与上位机进行异步通信，因而需要选择一种同时具有这两种通信方式的单片机。
因为ＰＩＣ１６Ｆ８７７不仅具有本设计所需要的两种通信方式，而且还具有运行速度快、低功耗、价格低等优点，所以选择ＰＩＣ１６Ｆ８７７单片机作为本设计的单片机。
图１是本设计的电路图，图中电源变换电路和发光二极管等指示电路没有画出。
图中的二极管电路是单片机与ＩＣ卡通信数据线的保护电路。
当数据线上的电压为负电压时，与地相连的二极管导通；当数据线上的电压大于＋５Ｖ时，与＋５Ｖ相连的二极管导通，从而保证数据线上的电压在０Ｖ～＋５Ｖ之间，保护单片机和ＩＣ卡不受损坏。
图中单片机的１５脚和２３脚分别与ＩＣ卡的输出引脚３和４相连。
由于ＩＣ卡的输出电压为ＣＭＯＳ电平，而单片机要能正确地识别ＩＣ卡的输出信号，需要加上拉电阻。
一、ＳＰＩ工作方式串行外围设备接口ＳＰＩ总线技术是Ｍｏｔｒｏｌａ公司推出的一种同步串行接口。
ＳＰＩ总线是一种三线同步总线，因其硬件能力很强，与ＳＰＩ有关的软件就相当简单，使ＣＰＵ有更多的时间处理其它事务，因此得到广泛应用。
ＳＰＩ模式允许８位数据同步发送和接收，支持ＳＰＩ所有的四种方式。
ＳＰＩ模式传输数据需要四根信号线：串行数据输出（ＳＤＯ）线、串行数据输入（ＳＤＩ）线、串行时钟（ＳＣＫ）和从选择（ＳＳ）。
其中，从选择线只用于从属模式。
１．ＳＰＩ主模式由于控制时钟ＳＣＫ的输出，主模式可以在任何时候开始传输数据。
主模式通过软件协议控制从模式的数据输出。
在主模式中，一旦ＳＳＰＵＦ寄存器写入，数据就会发送或接收。
在接收数据时，ＳＳＰＳＲ寄存器按照时钟速率移位，一旦接收到一个字节，数据就传输到ＳＳＰＢＵＦ，同时中断标志位和状态标志位置位。
面向安全性的单片机多级通信系统的认证与加密方案设计
面向安全性的单片机多级通信系统的认证与加密方案设计随着物联网的发展，单片机的应用越来越广泛。
由于单片机通常用于控制和管理关键设备和系统，确保其安全性对于防止unauthorized access及其它恶意攻击是至关重要的。
本文将介绍面向安全性的单片机多级通信系统的认证与加密方案设计。
首先，对于多级通信系统的设计，我们需要确保各个节点之间的通信安全。
为了实现这一目标，我们可以采用对称加密算法，如AES（Advanced Encryption Standard）来加密通信数据。
AES算法具有高强度和快速加密的特点，适合用于单片机的通信系统。
为了实现认证，我们可以使用基于密码学的认证协议，如HMAC（Hash Message Authentication Code）等技术来验证通信的真实性和完整性。
同时，每个节点应使用唯一的密钥来进行通信，以防止密钥泄露和中间人攻击。
其次，针对单片机的认证与加密方案设计，我们可以考虑使用双因素认证来增强安全性。
双因素认证一般由“something you know”（知识因素）和“something you ha ve”（持有因素）组成。
对于知识因素，可以使用密码或PIN码来进行认证。
对于持有因素，可以使用基于物理特征的认证，如指纹识别、虹膜识别或刷卡等方式。
这样可以有效防止未经授权的访问和使用。
另外，为了保护单片机中的敏感数据，我们可以使用加密的存储技术来存储数据。
例如，可以通过使用特殊的硬件模块或编程实现，将数据加密后存储在单片机的存储器中。
这样即使单片机被非法获取，也无法获取到明文数据。
此外，为了防止单片机被入侵和篡改，我们可以使用先进的防护措施。
其中一项措施是使用代码签名技术。
代码签名将在代码编译和加载之前对代码进行哈希，然后将哈希值与签名密钥加密，生成一个签名。
在单片机中，使用相应的密钥对接收到的代码进行解密，并计算哈希值进行比对，以验证代码的完整性和真实性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
量安全数字卡的差异。提出了用串行外设接口访问控制高容量安全数字卡的方法，用飞思卡尔ＭＣｇＳｌ２ＸＳｌ２８
单片机作为嵌入式微处理器，用宇瞻４千兆字节的高容量安全数字卡作为控制对象，设计了高容量安全数字 卡的控制电路和访问程序．先用单片机向高容量安全数字卡的指定扇区中写入数据，然后用单片机读取安全 数字卡中所写入的数据，最后对所读出的数据与所写入的数据进行比较．实验表明，单片机所读出的数据与 写入高容量安全数字卡的数据一致，采用串行外设接１２１访问控制高容量安全数字卡可以实现嵌入式系统的
ＳＤＨＣ卡与ＳＤＳＣ卡在使用上的主 要差异
ＳＤＨＣ卡的内部结构与ＳＤＳＣ卡不同，除了容
收稿日期：２０１２—０４—２４
（５）初始化过程不同．
２硬件电路设计
ＳＤＨＣ卡是在ＳＤＳＣ卡的基础上发展起来的，
作者简介：李文华（１９６６一），男，湖北仙桃人，副教授．研究方向：嵌入式系统开发与应用
万方数据
武汉工程大学学报
３．２
ＳＰＩＯＣＲ２＝Ｏｘ００：
ＳＰｌ０ＢＲ＝Ｏｘ０７；／／ＳＰＩ速率：３１２．５ ｋＨｚ｝
ＳＤ卡的初始化程序
上电后，ｓＤ卡处于ｓＤ模式，采用ＳＰＩ模式访 问ｓＤ卡时必须先将ＳＤ卡的工作模式转换成ＳＰＩ 模式，然后用ＳＰＩ模式命令访问ＳＤ卡中的存储 器．初始化ＳＤ卡的的主要任务是，判断卡槽中的 ＳＤ卡是何种ＳＤ卡，并将ＳＤ卡的工作模式设置成 ＳＰＩ模式，如果是ＳＤＳＣ卡还需要设置访问块的 大小．
Ｄｉｇｉｔａｌ
（１）ＳＤＨＣ卡只支持块访问，不支持字节访 问，块的大小固定为一个扇区５１２字节；ＳＤＳＣ卡 既支持块访问，又支持字节访问，块的大小由用户 指定． （２）ＳＤＨＣ卡所使用的文件系统是ＦＡＴ３２，不 能在ＦＡＴｌ２／１６文件系统中使用；ＳＤＳＣ卡使用的 文件系统是ＦＡＴｌ２／１６，在ＦＡＴ３２文件系统中也可 以访问ＳＤＳＣ卡． （３）ＳＤ卡除了拥有ＳＤＳＣ卡的全部命令集外， 还增加了许多命令．其中，ＳＰＩ模式中新增加了 ＣＭＤ８命令，用来识别ｓＤ卡的接口类型．ＣＭＤ８命 令的格式与其他ＳＰＩ命令的格式相同，命令代码 为０ｘ４８． （４）块访问命令参数的含义不同．在ＳＤＳＣ卡 中，６个块访问命令ＣＭＤｌ７、ＣＭＤｌ８、ＣＭＤ２４、 ＣＭｌＹ２５、ＣＭＤ３２、ＣＭＤ３３的参数含义是ｓＤ卡的字 节地址．在ＳＤＨＣ卡中块访问命令虽然也是这６ 个命令，但其参数的含义为ＳＤ卡的块地址（扇区
“‘１１一。一｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜
｜｜｜｜｜｜｜｜
ｊ—ｊ—ｊ。ｊ—ｊ—ｊ—ｏ一｜｜
■一¨■一１一●一。一ｊ一｜｜
一占。ｘ
ｉ一＿＿＝－｜｜｜｜｜｜
ｊ—ｊ—ｏ—ｊ—ｊ—ｏ—ｏ一｜｜ ｏ—ｏ—ｏ—ｊ—ｏ—ｏ—ｏ。｜｜
可移动磁盘１
Ｏｆｆｓｅｔ
０
１
２
３
４
５
６
７
８
９
Ａ
Ｂ
ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ——Ｊ
苎
｜｜ｌ—ｏ—ｊ—ｊ？ｏ—ｏ一｜｜
第３４卷
它们的引脚数都是９脚，引脚分布相同，都具有ＳＤ 和ＳＰＩ两种工作模式，用单片机控制ＳＤＨＣ卡可以 采用ＳＰＩ模式【２ ｏ控制． ＭＣ９Ｓ１２ＸＳｌ２８单片机是带有ＳＰＩ口的ＣＭＯＳ 单片机¨Ｊ，其工作电压为３．１３５—５．５ Ｖ，ＳＤ卡的 工作电压为２．７—３．６ Ｖ，它们都采用３．３ Ｖ电源 供电时，可用ＭＣ９Ｓ１２ＸＳｌ２８的ＳＰＩ口直接控制ＳＤ 卡．ＭＣ９Ｓ１２ＸＳｌ２８控制宇瞻４ ＧＢ的ＳＤＨＣ卡的硬 件电路川如图１所示
Ｒｅａｄｅｒ
０１８６Ａ０００
口０１８６Ａ０１０
啪０１８６Ａ０２０
默认的蛹辑槿式０１８６Ａ０３０ 状态： 原始０１８６Ａ０４０ 撒镑级别０ 撒销相反 ＩＩ，ａ 总计容量：
３
７
０１８６Ａ０５０ ０１８６Ａ０６０ ０１８６Ａ０７０
８６ＡＱ００
．．Ｖ
ＧＢｌ
４．ＯＩＧ．０４６．ｏ∞字节Ｉ！
扇区５０《］００／７８４３８４０偏移 ＝２３选块
的电阻，昭为１ Ｍｎ的电阻，Ｇｌ为０．Ｏｌ¨Ｆ的电 容，Ｓｌ为复位按钮，ｃ２、ｃ３为２２ＰＦ的电容，Ｙ为
１６
的ＳＤＳＣ卡．ＳＤＳＣ卡、ＳＤＨＣ卡通用的初始化流程
图如图２所示．
ＭＨｚ的晶振．Ｒ１、舵、Ｃ１、Ｓｌ构成了单片机的复
位电路，ｃ２、ｃ３、Ｙ、船为单片机的振荡电路．
３软件程序设计
３．１
Ｉ墨墨笪竺！竺业ｌ
存储器升级．
关键词：嵌入式系统；安全数字卡；存储器升级
中图分类号：ＴＰ３７ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－２８６９．２０１２．０７．０１５
Ｕ
引
量上的差异外，在使用控制上还存在着以下几方
昌 面的差别：
高容量安全数字卡广泛应用在含有视频功能 的嵌入式系统…、笔记本电脑中，对高容量安全数 字卡的访问控制成为研究的热点．在含有视频拍 摄功能的嵌入式系统中，常用ＳＤ卡（Ｓｅｃｕｒｅ
心
盛李立，王忠，王春丽，等．基于ＳＰＩ接口的无线网卡 设备驱动设计［Ｊ］．武汉工程大学学报，２０１１，３３
（６）：８９—９７．
高容量ｓＤ卡的设计思路和方法，并成功地实现了 单片机对ＳＤＨＣ的访问控制．本设计中的电路和 程序已在第五届“飞思卡尔”杯智能汽车的调试过 程得到了很好的应用．实践表明，本设计解决了高 容量ＳＤ卡的访问控制问题，可应用于含有视频拍 摄功能的嵌入系统中和基于ＳＤ卡的嵌入式系统 的存储器升级． 参考文献：
［１】罗肖，刘军，杨辉．嵌入式安全存储系统的研究［Ｊ］
∞
孙同景．Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ９Ｓ１２十六位单片机原理及嵌入式 开发技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００８．
Ｈ
王效华，牛思先．基于单片机ＰＷＭ控制技术的实现 ［Ｊ］．武汉理工大学学报。２０１０，３２（１）：９４—９８．
口
李文华．单片机应用技术（ｃ语言版）［Ｍ】．北京：人
’
ＳＰＩ初始化程序
ＳＤＨＣ卡工作在ＳＰＩ模式时，一次数据传输 期内Ｃｓ引脚必须保护为低电平，数据传输结束后 需将ｃｓ置为高电平．一个字节的数据传输方向 是，高字节在先，低字节在后．ＳＤＨＣ卡输出数发生 在时钟的下降沿之后，ＳＤＨＣ卡接收数据时时钟的 上升沿锁存数据．在ＳＤＨＣ卡的初化过程中，ＳＰＩ 的时钟频率为１００—４００ ｋＨｚ，初始化结束后，ＳＰＩ 的时钟频率为０—６ ＭＨｚ．为了实现单片机与 ＳＤＨＣ卡通信，单片机的ＳＰＩ口应按ＳＤＨＣ卡的时 序要求工作¨Ｊ．用ＭＣ９Ｓ１２ＸＳｌ２８单片机控制字瞻
㈥…ｌｌ ……ＬＬ＾Ｌ ＿｜｜｜｜｜｜ Ⅷ…ｕ¨ ㈣…¨Ⅱ ¨Ｐ｜｜｜｜ ｜｜一｜｜｜｜ ＿㈣Ⅲ｜｜ 塑兰里』壁塑塑坠堡兰塑塑竺望里！坚里婴婴…期旦，．砂掣… ｜｜－｜｜｜｜ ｜｜｜｜Ｉ｜｜ 『｜１｜｜｜｜
｜｜｜｜｜｜｜｜
４测试结果
｜｜｜｜｜｜｜｜
ｏ—ｏ—ｏ—ｊ—ｏ—ｏ—ｏ一｜｜
ｏ—ｏ—ｊ—ｊ—ｊ一｜｜ｏ一｜｜
地址）．
Ｃａｒｄ——安全数字卡）保存系统拍摄的视
频，以便用计算机进一步处理嵌入式系统中所拍 摄到的数据．随着拍摄时间的增加和拍摄功能的 增强，选用最高容量不超过２ ＧＢ的ＳＤＳＣ卡
（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃａｒｄ——标准容
量安全数字卡）很难满足系统对存储卡的容量要 求，客观上需要嵌入式系统选用容量为４ＧＢ一 ３２ＧＢ的ＳＤＨＣ卡（Ｈｉｇｈ
’
√・
图５向ＳＤＨＣ卡写数的结果
Ｆｉｇ．５ Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｗｒｉｔｉｎｇ ｄａｔａｔｏ源自ＳＤＨＣ ｃａｒｄｓｄ
ＣａｒｄＴｙｐｅ ０ｘ３
Ｃ
Ａｕｔｏ ｃｈａｒ
Ｈｅｘ
Ｇｌｏｂａｌ
“
ｕｎｓｉｇｎｅｄ
日ｂｕｆｆ＜５１２＞ａｒｒａｙ［５１２】ｏｆ
ｕｎｓｉｇｎｅｄ
ｃｈａｒ
［０】
［１］ ［２］ ［３］
Ｏｘｌ７ ０ｘ１７ ０ｘ１７ ０ｘ１７
如下：
ＳＰＩ—Ｉｎｉｔ（ｖｏｉｄ）
圈２ １２１
Ｆｉｇ．２
｛ＭＯＤＲＲ＝Ｏ；
ＭＯＤＲＲ
ＳＤ卡初始化流程
ＭＯＤＲＲ４＝１；／／使用ＰＭ
Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ＳＤ ｅａ．ｒｄ ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅｄ
ＤＤＲＭｌ＝０ｘ３８；／／ＳＣＫｏ＝ｌ，ＭＯＳＩ＝１， ＳＳ０＝ｌ
３．３读写扇区程序
在ＳＰＩ模式下，ＳＤＨＣ卡的读扇区的命令是 ＣＭＤｌ７，写扇区命令是ＣＭＤ２４，这２个命令也是 ＳＤＳＣ卡在ＳＰｌ模式下的读写扇区命令．读扇区程
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｕｎｓｉｇｎｅｄ
ｃｈａｒ ｃｈａｒ ｃｈａｒ ｃｈａｒ Ｖ
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｕｎｓｉｇｎｅｄ
万方数据
７４
武汉工程大学学报
第３４卷 武汉工程大学学报，２０１２，３４（２）：６７—７０．
５结语
本设计通过采用ＭＣ９Ｓ１２ＸＳｌ２８单片机控制
宇瞻４ ＧＢ的ＳＤＨＣ卡．提出了嵌入式系统中使用
ＲＥＳＥＴ ＳＣＫ０ ＭＯＳｌ０ ＳＳ０ ＥＸＴ＾Ｌ ＭＩＳ００
乙．
２ １ ７
“ｃｃ ３ＣＬＫ ＤＩ ，２Ｓ ＤＯ
初始化ｓＤ卡的方法是，上电后先用ＣＭＤ０命 令复位ｓＤ卡，使ｓＤ卡能接收后续的ＳＰＩ模式命 令，然后用ＣＭＤ８命令‘６１判断ｓＤ卡的接口类型和 工作条件． 在读得ＣＭＤ８命令的响应有效后再用 ＡＣＭＤ４１命令启动ＳＤ卡的ＳＰＩ模式初始化，并检 查初始化是否结束，此处发送ＡＣＭＩＭｌ命令时，应 将参数的ＨＥＳ位设置成１． 在ＳＤ卡完成了ＳＰＩ模式初始化后，再用
第３４卷第７期 ２０１２年０７月
文章编号：１６７４—２８６９（２０１２）０７一００７１—０４
武汉工程大学学报
Ｊ． Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｅｋ
Ｖ０１．３４
Ｎ０．７