ATMEGA48单片机远程抄表系统主控中心的IC卡读写器研发(3)
图1 基于IC卡智能控制终端的供热系统组成图
针对这种供热系统，本文设计了一种运用于远程抄表系统主控中心的IC卡读写器。
1.2 国内外研究现状与趋势
1.3 论文的研究内容及意义
根据毕业设计题设的要求，本文将开发一种以ATMEGA48单片机作为微控制器，以射频技术为核心，以MF-RC522芯片为通信核心的非接触式IC卡读写器[12]，需要完成的内容和要求为：
（1）设计并开发IC卡读写器硬件系统，包括单片机控制电路、SPI总线、基于RC522的无线射频识别电路、读写天线及接口转换电路的设计与开发。
（2）设计并开发读写器嵌入式软件系统，在理解供热系统主控中心IC 卡工作流程的基础上[13]，编写读写器控制软件系统，包括往IC 卡中存储用户的基本数据、购热信息，通过读写器可对用户的IC卡进行充值、扣费、修改等相关写入工作，并可对IC卡存储的信息进行刷卡显示。
（3）读写器与上位机的通信以及系统的集成调试，读写器通过串口与上位机进行通信，将IC卡中的数据写入数据库。
（4）要求达到技术指标： ① IC卡读写器休眠电流≤10μA； ② 读写IC卡时电流≤38mA； ③ 读卡探测时间≤2ms； ④ 读写IC卡时具有防冲突功能。
本论文设计的IC卡读写器是专门为供热系统主控中心使用的读写器，它的功能包括给IC卡充值、扣款、初始化IC卡（办新卡）等，相对与连接到智能控制终端的IC卡读写器，它要求功能更全、更强大、可靠而且对保密性的要求也高，针对这种需求，本文对热供应远程抄表系统主控中心的IC卡读写器进行了研发[14]。
2 IC卡读写器硬件系统设计
非接触式IC卡读写器主要由三个模块组成，它们分别是：接口转换模块、AVR单片机模块、射频通讯模块。下面介绍它们的功能：
(1)接口转换模块的功能是实现AVR单片机与尚未PC机实现通信，其实现方法是由电脑串口通过RS232接MAX232实现PC机串口RS232C标准电平到单片机TTL电平的转换；
(2)AVR单片机模块的功能是控制中心，对上位机，AVR单片机在接受通过接口转换模块发送的上位机数据后，AVR单片机通过预定的协议识别指令然后做出相应的操作。对RC522,AVR单片机通过SPI串口通信对RC522完成控制，在接收到上位机命令后，通过发送特定数据来控制RC522的动作；
(3)射频通讯模块是读写器的根本，他完成的是与IC卡的通讯，在单片机的控制下，RC522通过发送特定的信号给IC卡来完成对IC卡的读写等操作等。
具体的硬件系统构成图如2.1所示：
2.1硬件系统构成
2.1 嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统是一种特殊的软件系统，常见于特殊的嵌入式产品中。嵌入式系统的特征也具有一般性，它也需要相应的软、硬件来实现其功能。嵌入式系统的硬件部分主要包括显示、通信等，软件部分主要包括特定的操作新系统、相关的应用程序等。嵌入式系统的特点是通过软件来完成对底层硬件的操作[15]。
嵌入式系统的组成部分也和普通的计算机一样，它的硬件部分也由CPU、存储器、I/O口、电源、LED指示灯、按键等设备组成。作为一种特殊的计算机系统，嵌入式系统的产品，拥有可以缩小体积的硬件部分（除CPU由于技术问题不能改变体积与外），这一特性使得它体积小、易携带。而随着技术的发展，而嵌入式系统的微处理器的成本在不断的下降，使得它的价格不断的下降。 综上，这一小而强大的产品如此亲民也就不足为奇了[16]。
嵌入式系统与普通计算机系统的主要区别为：（1）处理器体体上的区别，嵌入式系统使用微处理器，而计算机使用处理器。（2）系统大小的区别，嵌入式系统的产品采用嵌入式操作系统（系统小），而计算机使用WIN7等操作系统（系统大）。（3）文件系统，嵌入式系统使用的GUI文件系统,计算机使用的是文件系统。（4）驱动程序，嵌入式系统使用设备的驱动，而计算机使用设计好的用户程序。