【正文】 人機交互界面模塊 ........................................................................................................ 22 液晶顯示電路 ........................................................................................................ 22 聲光示警電路 ........................................................................................................ 22 5．讀寫器軟件系統(tǒng)設(shè)計 ......................................................................................................... 24 主程序流程 .................................................................................................................... 24 MIFARE 卡應(yīng)用程序 ..................................................................................................... 24 MFRC500 的基本操作 ........................................................................................... 24 MIFARE 卡操作程序 ............................................................................................. 25 其它部分程序設(shè)計 ........................................................................................................ 29 液晶顯示程序設(shè)計 ................................................................................................ 30 時鐘程序設(shè)計 ........................................................................................................ 32 聲光示警程序設(shè)計 ................................................................................................ 33 結(jié)論 ........................................................................................................................................... 34 致謝 ........................................................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................... 36 附錄 ........................................................................................................................................... 37 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 1. 緒論 1 1． 緒論 研究的背景 RFID 是 Radio Frequency Identification 的縮寫，即無線射頻識別，俗稱 電子標(biāo)簽 。 RFID 射頻識別是一種非接觸式的 自動識別技術(shù) ，它通過 射頻信號 自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。 本文提出了一種基于 MFRC500 的 MIFARE 卡讀寫器設(shè)計方案， MIFARE 卡讀寫器使用射頻識別技術(shù)，在 5~10cm 范圍內(nèi)非接觸讀寫數(shù)據(jù)，讀寫時間不大于 秒，上位機通過讀寫器完成對卡中數(shù)據(jù)的設(shè)置，三次認(rèn)證機制增強系統(tǒng)的可靠性，完善的防沖突機制實現(xiàn)一機多卡功能。 1951～ 1960 年，早期 RFID 技術(shù)的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。 1991～ 20xx 年， RFID 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題同趨得到重視， RFID 產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用，逐漸成為人們生活中的一部分。 從全球的范圍看，美國已經(jīng)在 RFID 標(biāo)準(zhǔn)的建立、相關(guān)軟硬件技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 1. 緒論 2 走在了世界的前列 ； 在射頻識別技術(shù)的應(yīng)用方面，歐洲與美國基本處于同一階段 ； 日本雖然己經(jīng)提出 UID 標(biāo)準(zhǔn)，但主要得到的是本國廠商的支持，如要成為國際標(biāo)準(zhǔn)還有很長的路要走 ； 在韓國 RFID 技術(shù)的重要性得到了加強，政府給予了高度重視。 20xx 年 6 月《中國射頻識別 (RFID)技術(shù)政策白皮書》在北京發(fā)布，該白皮書為 RFID 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)未來幾年的發(fā)展提供了系統(tǒng)性的指南。 RFID 是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。無源 RFID讀寫距離近，價格低；有源 RFID 可以提供更遠(yuǎn)的讀寫距離，但是需要電池供電，成本要更高一些，適用于遠(yuǎn)距離讀寫的應(yīng)用場合。 一般低頻的 RFID 大都采用第一種式 ， 而較高頻大多采蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 1. 緒論 3 用第二種方式。在實際應(yīng)用中，可進(jìn)一步通過 Ether 或 WLAN 等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。標(biāo)簽相當(dāng)于條碼技術(shù)中的條碼符號，用來存儲需要識別傳輸?shù)男畔?，另外，與條碼不同的是，標(biāo)簽必須能夠自動或在外力的作用下，把存儲的信息主動發(fā)射出去。閱讀器基本的功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩健ｉ喿x器通過接收到的附加信息來控制數(shù)據(jù)流的發(fā)送。在實際應(yīng)用中，除了系統(tǒng)功率，天線的形狀和相對位置也會影響數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收，需要專業(yè)人員對系統(tǒng)的天線進(jìn)行設(shè)計、安裝。不同射頻識別系統(tǒng)的高頻接口設(shè)計具有一些差異 。 第三章是 MFRC500 芯片，闡述 了所采用的射頻接口芯片 MFRC500 的特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要引腳描述。 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 2. RFID 系統(tǒng)的相關(guān)理論 5 2． RFID系統(tǒng) 的相關(guān)理論 MIFARE射頻卡概述及現(xiàn)狀 MIFARE 卡是目前世界上使用量最大、技術(shù)最成熟、性能最穩(wěn)定、內(nèi)存容量最大的一種感應(yīng)式智能 IC 卡。國內(nèi)目前出現(xiàn)了 MIFARE 卡 的兼容產(chǎn)品 ， 但性能稍遜一籌。 非接觸式卡使用時沒有方向性 ， 卡片可以在任意方向掠過讀寫器表面 ， 既可完成操作 ， 這大大提高了每次使用的速度 。 非接觸式卡與讀寫器之間采用雙向驗證機制 ， 即讀寫器驗證的合法性 ， 同時也驗證讀寫器的合法性 。 （ 5） 加密性能好 非接觸式由 IC 芯片， 感應(yīng)天線組成， 并完全密封在一個標(biāo)準(zhǔn) PVC 卡片中， 無外露部分。由非接觸式所形成的讀寫系統(tǒng)， 無論是硬件結(jié)構(gòu)， 還是操作過程都得到了很 大的簡化，同時借助于先進(jìn)的管理軟件，可脫機的操作方式， 都使數(shù)據(jù)讀寫過程更為簡單。單位使用成本較其他接觸式卡片低廉。 電源供應(yīng)方式：無須電池，采無線電波供應(yīng)式（ passivetype）。目前非接觸式 IC 止的領(lǐng)導(dǎo)品牌是 Philips 的 MIFARE 系列產(chǎn)品，該項技術(shù)已授權(quán)給 Siemens等 34 家，如能藉由半導(dǎo)體制程的提升和大量使用，售價降價空間很大。 其中 ， 模塊由一個高速 (106KB波特率 )的 RF 接口 。 L1 為讀寫器 PCD發(fā)送天線， L2 是射頻卡 PICC 的天線，其耦合系數(shù)L1L2PCD PIC負(fù)載電阻線 圈 電 阻L1L2PCD PICC負(fù)載電阻線 圈 電 阻（ LL2 為兩個線圈的自感系數(shù)， M 為互感系數(shù) ），其耦合回路電路如圖 21 所示。 其功能結(jié)構(gòu)框圖如圖 22 所示。 3．存儲結(jié)構(gòu) MF1 卡分為 16 個扇區(qū)，每區(qū)有 4 塊 (塊 0～塊 3)，共 64 塊，按塊號編址為 0～ 63。 扇區(qū) 0 塊 0 數(shù)據(jù)塊 0 塊 1 數(shù)據(jù)塊 1 塊 2 數(shù)據(jù)塊 2 塊 3 密碼 A 存儲控制 密碼 B 控制塊 3 扇區(qū) 1 塊 0 數(shù)據(jù)塊 4 塊 1 數(shù)據(jù)塊 5 塊 2 數(shù)據(jù)塊 6 塊 3 密碼 A 存儲控制 密碼 B 控制塊 7 …… …… 扇區(qū) 15 塊 0 數(shù)據(jù)塊 60 塊 1 數(shù)據(jù)塊 61 塊 2 數(shù)據(jù)塊 62 塊 3 密碼 A 存儲控制 密碼 B 控制塊 63 表 23 存儲結(jié)構(gòu)表 0 扇區(qū)的塊 0（ 即絕對地址 0 塊 ） ，它用于存放廠商代碼，己經(jīng)固化，不可 更改。在存取控制中每個塊都有相應(yīng)的三個控制位，控制位在每個扇區(qū)的塊 3 中，其 控制塊結(jié)構(gòu)如表 24 所示。例如 C1x2 即為 x 扇區(qū)內(nèi)塊 2 的第 1 控制位， 依 此類推。目前在中國的市場上，非接觸式 IC 卡主要的廠商有：中國的華虹、復(fù)旦微電子、以及荷蘭 Philips、瑞士 LEGIC、法國意法半導(dǎo)體（ ST）、日本索尼等，其中基于 Philips公司 MIFARE 芯片的產(chǎn)品在市場上占有絕對的優(yōu)勢。B 并行、 SPI 100mm MF RC530 可達(dá)848Kbps 5V、 ISO/IEC 14443A 并行、 SPI 100mm MFRC500 106Kbps 5V ISO/IEC 14443A 并行 100mm MFCM 500 106 Kbps 5V ISO/IEC 14443A 并行 100mm MFCM 200 106 Kbps 5V ISO/IEC 14443A 并行 25mm 表 31MIFARE 讀寫器芯片 本方案選用 MFRC500射頻讀寫芯片來進(jìn)行讀寫模塊的設(shè)計。 MFRC500 內(nèi)部有完善的中斷系統(tǒng)，其中包括內(nèi)部定時器中斷、發(fā)送器中斷、 CRC 效驗中斷、 E2PROM 中斷、接收器中斷、命令寄存器中斷、 FIFO 緩沖區(qū)的空和滿中斷等等，相關(guān)的中斷源都可以通過 IRQ 腳上的信號觸發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，這就使微處理器的軟件更 為有效。 MFRC500 支持 ISO 14443A 所有的層，模擬電路部分內(nèi)含射頻發(fā)送器和接收器。數(shù)據(jù)處理部分則主要進(jìn)行ISO 14443A 幀的封裝和錯誤檢測（支持 CRC 校驗和奇偶校驗）。 AVDD， AVSS（ 26 腳， 28 腳） ： 模擬部分的單獨電源。 RX（ 29 腳）：模擬天線輸入信號。如果 RSTPD 置位，則 MFRC500 執(zhí)行上電時序。 （ 5） 串行 接口 MFIN， MFOUT（ 3 腳， 4 腳）： MIFARE 接口輸入、輸出引腳。輸入高電平有效。 IRQ（ 2 腳）：中斷請求引腳，當(dāng)有中斷事件發(fā)生時產(chǎn)生中斷信號。 讀卡器用 STC89C52RC 作為單片機主控制器。從眾多的八位微處理器中選 擇 了意法半導(dǎo)體公司 （ STMicroelectronics） 的 STC89C52RC 單片機作為系統(tǒng)的 MCU，它是 單片機的擴展型號，其指令與 系列單片機完全兼容 ， 是目前所有內(nèi)部集成 Flash 存儲器產(chǎn)品中功耗最低的一種。 在第三章介紹了 MFRC500 芯片 相關(guān)資料， 根據(jù)其寄存器的設(shè)定對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制得到發(fā)送的信號，通過由天線驅(qū)動引腳 TX1 和 TX2 驅(qū)動的天線以 的電磁波形式發(fā)送出去 ， 在其射 頻范圍內(nèi)的非接觸卡采用 RF 場的負(fù)載調(diào)制進(jìn)