在光电读卡机设计中，下位机的控制中心需要一片微处理器．其高端可选择DSP、RAM等16位或32位微处理器，低端可选择常用的8031，89C51，AT89S51等芯片．因为8031需外扩存储器，89C51需要专门的烧写器，而AT89S51具有ISP功能，只需单片机的4个IO口便能够通过上位机实现在线擦写、在线调试，便于系统的软硬件调试．所以，选择了AT89S51 。

光电读卡器设计，是以17路由反射式光电传感器、电压比较器、电阻等元器件组成的信息采集模块为核心，以单片机AT89S51为控制中心，用EDM1602A液晶显示屏实现阅读信息的实时显示功能；以RS232通用异步串行通讯为信息传输方式，由上位机中基于虚拟仪器开发平台Labview的评分系统进行必要的分析和处理，再通过其他部件如电源、机械支架等使整个系统有机的组合在一起，从而实现设计所要求的各项功能。

（1）反射式光电传感器按答题卡上答案位置的排列形式，固定在PCB板上，辨别答案的填涂情况，完成对答题卡上的信息的采集。

（2）由于传感器输出的信息是不规则的，需要调理后才可以处理，由电压比较器LM339、LM393加外围电阻等对信号进行调理并送至S51。

（3）用S51的P0、P1口作为信号输入口，通过读这些IO口，辨别出A、B、C、D，实现对所涂答案的获取。

（4）用S51的P2口及P3的部分端口与EDM1602A液晶显示屏进行信息传递，并实现对S51采集到信号的实时显示功能，方便调试。

（5）用MAX232及外围器件，实现把采集到的数据传递至上位机，由上位机进行数据分析和处理。

（6）上位机中基于虚拟仪器开发平台Labview的评分系统，把串口传输过来的信息进行分析处理，最后给出考生的最终得分，并且对最终的信息进行相关处理和数据存取。

磁卡广泛应用于银行、证券交易、社会保险业务、图书馆管理、会务管理、POS终端销售机、安全保密系统等领域。磁卡以其价格低廉、保密性好、携带操作方便等优点仍保持着一定的生命力。磁卡采用的是在同一磁道中记录数据与时钟脉冲叠加信号的记录方式。 读卡时需要准确地分离出数据和时钟信号。

磁卡记录方式

磁卡采用F2F的记录方式，在同一磁道中记录数据与时钟脉冲叠加信号。在一定的间隔（t）发生磁化反转的时候，相邻的磁化反转间的距离为一个位单元。位单元内存在磁化反转的场合，是数据位“1”。磁化反转只发生在位单元边界上的，是数据位“0”。

磁卡的记录格式、密度、容量

磁卡的标准一般采用国际通行标准IS07810～7813。磁卡上的磁条分为三条轨道，从靠近卡边缘开始依次为磁道1（Track1）、磁道2（Track2）、磁道3（Track3）。每条磁道的记录顺序为时钟位区、开始标志、数据区、结束标志、校验、时钟位区。记录密度Track1、Track3为8.3bits/mm;Track2为3bits/mm。Track1采用7位编码可记录79个字符；Track2、Track3是5位编码分别记录40个字符、107个字符。

解码读卡的基本原理

从读取磁头读取磁卡上的信号，通过放大器放大，再由峰值检波电路(微分)检出峰值，然后通过波形整形电路变换为脉冲波形。从而恢复与写入脉冲相同的脉冲序列，送入单片机进行处理。要从恢复的信号中取出数据，需检测从位周期边界开始在1位长（t）的约75%的基准时间内是否有磁化反转，如果存在反转，数据信号就为“1”，反之则为“0”。单片机进一步将该数据信号分离，输出数据信号RDP、时钟信号RCL、正在读卡信号CLS。输出信号电平为标准的TTL电平。