基于STC89C52單片機的ATM系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

安媛+馮震

摘 要：隨著人們生活圈的智能化和整體化，金融業(yè)成為其中必不可少的環(huán)節(jié)，該文介紹一種基于單片機的ATM系統(tǒng)，將單片機核心控制模塊、RC522讀卡器、LCD12864顯示器、存儲芯片24C02以及矩陣鍵盤有效融為一體，能夠實現(xiàn)取款、密碼保護修改、賬戶凍結、余額查詢等基本必需功能，界面簡潔、操作簡單、穩(wěn)定安全，有一定的市場推廣價值。

關鍵詞：ATM STC89C52單片機 RC522 24C02

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（c）-0072-02

在信息化、科技化的推動下，人們生活圈日漸趨于智能化、整體化，金融業(yè)成為其中必不可少的環(huán)節(jié)，界面簡潔、操作方便、安全穩(wěn)定的ATM系統(tǒng)對于銀行業(yè)務的開展和生活質量的提高有著積極的推動作用。

ATM自動取款系統(tǒng)是由計算機控制的持卡人自我服務型的金融專用設備，集計算機技術、網絡技術、自動控制技術于一體，可提供最基本的銀行服務，包括取鈔、存鈔、修改密碼、轉賬等功能，可大大減輕銀行工作人員的工作負擔，提高工作效率。

文章設計的基于單片機的ATM系統(tǒng)，將單片機的強大數(shù)字處理能力和RC522讀卡功能有效結合，并綜合LCD12864、矩陣鍵盤以及24C02，可實現(xiàn)取款、改密、查余等功能，界面簡潔、操作方便，可大大推動金融業(yè)在生活圈內的發(fā)展。

1 ATM系統(tǒng)功能分析

基于單片機的ATM系統(tǒng)能夠實現(xiàn)取款、查余、改密、賬戶凍結等功能，ATM系統(tǒng)啟動后，顯示“中國農業(yè)銀行歡迎您請插入銀行卡”，由MFRC522讀取磁片信息，用戶信息存儲于磁片內，用戶通過矩陣鍵盤輸入密碼，輸入密碼與磁卡內設定密碼一致時登錄成功，若密碼錯誤次數(shù)大于3次則該用戶被凍結。用戶登錄成功后，可選擇查詢、改密、取款、退出等功能，分別由與單片機P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引腳相連的獨立按鍵控制實現(xiàn)，且每一功能屏都有退出按鍵可返回上一層目錄。

查詢功能選定按鍵P1.2，可查詢磁卡余額；取款功能選定按鍵P1.3，系統(tǒng)為用戶提供了“100”“200”“300”3種可選金額，若卡中余額不夠取款所需的金額時，界面就會顯示“余額不足”，系統(tǒng)自動回到原先的界面，若卡內余額足夠支付取款余額，則直接在卡內原余額基礎上扣除取款金額。

修改密碼功能選擇按鍵P1.0，用戶可修改磁卡密碼，修改后密碼存入卡內，下次登錄時需用新密碼。退出時，選擇P1.1按鍵，進入退出界面，系統(tǒng)延遲5 ms跳轉登錄界面，以供其他用戶使用。

2 ATM系統(tǒng)硬件設計

ATM系統(tǒng)硬件部分主要包括單片機、24C02存儲芯片、RC522讀卡器、LCD12864顯示器以及矩陣鍵盤。

2.1 單片機控制電路

ATM系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為核心控制芯片，該芯片采用MCS-51內核，具有8K在系統(tǒng)可編程閃存存儲器、512字節(jié)RAM、8k字節(jié)Flash、32個I/O口線、一個7向量4級中斷結構、3個16位定時器/計數(shù)器、MAX810復位電路，而且STC89C52進行邏輯操作時可降至0 Hz靜態(tài)，提供兩種軟件選擇省電模式。主控單元采用12 MHz晶振，有利于系統(tǒng)時間計算。

2.2 存儲器

存儲器選擇24C02，該芯片為2048位的串行電可拆卸的ROM，256字節(jié)的內部組織，每字節(jié)有8位，該芯片被普遍應用于低電壓、低功耗的工業(yè)和商業(yè)部門，可靠性比較高。

24C02存儲器時鐘線與單片機P1.6引腳相連，24C02的數(shù)據(jù)線接P1.7引腳，24C02地址輸入端接地，以防在掉電情況下對信息進行儲存并能保證將用戶新密碼存入磁卡內。

2.3 LCD12864顯示電路

LCD12864是一種點陣式的液晶顯示器，分辨率為128×64，該顯示屏具備接口方式比較靈活，操作指令相對比較簡單、方便的優(yōu)點，又可以構成全中文的人機交互圖形界面。并且12864顯示屏所需要的電壓值較低，因此其功耗也比較小，相較于其他顯示器而言比較節(jié)能。

ATM系統(tǒng)中使用單片機P0口驅動12864，因為P0口為漏極接口，需通過1K上拉電阻驅動顯示器，P2.0、P2.1、P2.2為數(shù)據(jù)控制端，同時顯示器CS1和CS2引腳置高，以便顯示全屏數(shù)據(jù)。

2.4 RC522讀卡模塊

MF RC522是采用13.56 MHz非接觸式通信的高度的讀寫卡芯片集成的，雙向數(shù)據(jù)傳送速度可達424 kbit/s，使用SPI方式與主機通信，可以減少連接，減小PCB板的體積，還可以在一定程度上降低成本。

RC522的SDA、SCK與單片機I/O口進行數(shù)據(jù)傳輸，MOSI（SPI接口主出從入）和MISO（SPI接口主入從出）分別接單片機的P2.5和P2.6。

2.5 矩陣鍵盤

鍵盤輸入模塊由3×4矩陣鍵盤和獨立按鍵構成，矩陣鍵盤分別對應與數(shù)字“1～9”“*”鍵和“#”鍵，由單片機P3.0～P3.6引腳控制數(shù)據(jù)傳輸。獨立按鍵分別對應于系統(tǒng)功能屏的各個功能選擇，由單片機P1.0～P1.5控制數(shù)據(jù)傳送。

3 系統(tǒng)軟件設計

ATM系統(tǒng)硬件在軟件程序的支撐下能夠實現(xiàn)取款、查余、改密、賬戶凍結、密碼保護等功能。

當系統(tǒng)開始工作時，RC522讀卡器判斷是否接收到IC卡發(fā)出的數(shù)據(jù)，當檢測到有卡插入時，LCD12864清屏，跳轉到“輸入密碼”的界面，輸入6位密碼，如果輸入錯誤，可即時進行修改，并且每輸一位密碼，之后都會以“*”顯示，起到保護密碼信息不外露的作用。

定義全局變量chakc，當讀卡器讀取到磁卡數(shù)據(jù)時，chakc大于等于1，不同的chakc值對應于不同的系統(tǒng)功能，具體見表1。

系統(tǒng)采用程序掃描法識別按鍵，選擇行掃描的方法。當取款鍵keysanf_rk2（ ）子程序掃描到該鍵按下時，就跳轉到取款子程序，完成取款；當查詢鍵keysanf_rk2（ ）子程序掃描到該鍵按下時，程序跳轉到查詢子程序完成相應任務；當修改密碼鍵keysanf_rk2（ ）子程序掃描到該鍵按下時，程序跳轉到修改密碼頁面，完成密碼修改任務。鍵在每一個頁面定義不同。

4 ATM系統(tǒng)調試結果

ATM系統(tǒng)經過仿真測試、硬件焊接調試能夠實現(xiàn)取款、查詢余額、修改保護密碼、凍結賬戶等功能，系統(tǒng)硬件電路圖如圖1所示。

系統(tǒng)為單片機上電后，系統(tǒng)出現(xiàn)開機界面，提示插入磁卡。當讀卡器讀取磁卡數(shù)據(jù)后，提示用戶輸入密碼，若密碼正確則進入功能界面，若密碼錯誤則出現(xiàn)密碼錯誤頁面，密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次，則提示該磁卡被凍結，以保護用戶信息安全。

系統(tǒng)頁面轉至業(yè)務功能界面后，選擇取款業(yè)務，則系統(tǒng)為用戶提供3種定額取款（100、200、300），選擇相應取款金額后，系統(tǒng)會提示用戶正在準備鈔票，鈔票準備完畢后提示用戶取走鈔票，用戶即可按下相應按鍵取走鈔票。

用戶在使用系統(tǒng)過程中，可隨時修改磁卡密碼，系統(tǒng)軟件設計中將“ininticcdate（） //E2PROM中數(shù)據(jù)的初始化”語句進行備注，保證單片機對該命令只讀不寫，即可保證FM24C02執(zhí)行其存儲記憶功能，將修改后密碼作為新密碼存入磁片內，更符合實際用卡。

5 結語

此ATM系統(tǒng)以單片機作為核心控制模塊，有機結合RC522讀卡器、LCD12864顯示器、矩陣鍵盤、存儲器24C02等模塊電路，能夠有效完成自動取款機的基本功能，包括磁卡信息讀取、密碼修改、保護賬戶、取款、查詢等，系統(tǒng)具有界面簡潔、操作簡單、安全穩(wěn)定等特點，有一定的實用價值。

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