10.4.3- 基于89C51单片机的IC卡硬件电路设计（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 基于89C51单片机的IC卡硬件电路设计 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 掌握89C51单片机的引脚功能和基本电路设计方法。 · 熟悉不同类型IC卡的接口电路设计要求。 · 学会设计基于89C51单片机的IC卡读写器硬件电路。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 89C51单片机的引脚功能和基本电路设计方法。 2. IC卡的接口电路设计要求。 3. 基于89C51单片机的IC卡读写器硬件电路设计。 教学难点 1. 如何根据IC卡类型和读写要求设计合适的接口电路。 2. 硬件电路的稳定性、可靠性和抗干扰设计。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 讲授法：通过讲解89C51单片机的引脚功能、基本电路设计方法和IC卡的接口电路设计要求，引导学生掌握硬件电路设计的基本知识和技能。 2. 案例分析法：结合具体案例，分析IC卡硬件电路设计的过程，帮助学生理解设计思路和方法。 3. 实践操作法：组织学生进行基于89C51单片机的IC卡读写器硬件电路设计和实现，培养学生的实际操作能力。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 介绍89C51单片机和IC卡技术的发展背景和广泛应用，激发学生的学习兴趣。 2. 简要回顾单片机硬件设计和IC卡基础知识，为后续学习打下基础。 3. 展示一些典型的基于89C51单片机的IC卡应用实例，让学生了解IC卡硬件的实际应用。 2分钟 讲授新课 练习指导 **89C51单片机的引脚功能和基本电路设计方法** **引脚功能**： 89C51单片机是一款常用的8位单片机，具有40个引脚。以下是部分主要引脚的功能： 1. **P0口**：8位双向I/O口，可作为通用I/O或低8位地址/数据线。 2. **P1口**：8位双向I/O口，可作为通用I/O。 3. **P2口**：8位双向I/O口，可作为通用I/O或高8位地址线。 4. **P3口**：8位双向I/O口，具有第二功能，如外部中断、串行通信等。 5. **RST**：复位引脚，用于单片机的复位操作。 6. **ALE/PROG**：地址锁存允许/编程脉冲引脚，用于锁存地址或编程操作。 7. **PSEN**：外部程序存储器读选通信号引脚。 8. **EA/VPP**：内外部程序存储器选择/编程电压引脚。 **基本电路设计方法**： 1. **最小系统**：包括单片机、电源、晶振和复位电路。这是设计任何基于89C51单片机系统的基础。 2. **电源电路**：为单片机提供稳定的工作电压，通常使用LDO稳压器。 3. **晶振电路**：为单片机提供时钟信号，确保其正常工作。 4. **复位电路**：用于单片机的复位操作，确保系统从初始状态开始运行。 5. **I/O扩展**：当单片机的I/O口不足以满足设计需求时，可以使用I/O扩展芯片。 6. **串行通信**：使用MAX232等芯片实现单片机的串行通信接口。 **不同类型IC卡的接口电路设计要求** **接触式IC卡**： * 需要物理接触读写器。 * 通常使用ISO7816系列协议。 * 接口电路需要包括卡座、信号整形和电平转换等部分。 * 需要考虑接触点的稳定性和寿命。 **非接触式IC卡**： * 通过无线方式与读写器通信。 * 常用的协议有ISO14443A/B和ISO15693。 * 接口电路需要包括天线、射频前端和信号处理等部分。 * 需要考虑信号的传输距离和抗干扰能力。 **存储卡**： * 主要用于数据存储。 * 接口电路相对简单，通常使用SDIO或SPI等协议。 * 需要考虑数据传输速率和存储容量。 在设计IC卡接口电路时，还需要注意以下几点： * 信号线的阻抗匹配和信号完整性。 * 电源的稳定性和噪声抑制。 * 抗干扰措施，如屏蔽、滤波等。 * 接口电路的兼容性和可扩展性。 10分钟 7分钟 自主学习 8分钟 练习训练 1. 请简述89C51单片机的引脚功能及其在IC卡读写器中的应用。 2. 设计一个基于89C51单片机的接触式IC卡读写器，要求实现读写功能，并给出硬件电路设计框图。 3. 分析一个实际的基于89C51单片机的IC卡读写器硬件电路设计案例，指出其设计中的优