【正文】 telligent control[J].IEEE Control，May1991.附錄1　系統(tǒng)原理圖附錄2　硬件實(shí)物圖系統(tǒng)硬件俯視圖1系統(tǒng)硬件俯視圖2系統(tǒng)硬件主視圖系統(tǒng)硬件左視圖系統(tǒng)硬件底視圖射頻ID卡附錄3　系統(tǒng)軟件總程序include include define uint unsigned intdefine uchar unsigned char /************************相關(guān)引腳及全局變量的定義***********************/define LCD_Data P0 //LCD并行8位數(shù)據(jù)端口define Busy 0x80 //檢測LCD忙信號標(biāo)識sbit LCD_RS=P2^0。在硬件電路的分析上，陳老師幫我優(yōu)化方案；在硬件電路的制作上，陳老師幫我排除錯(cuò)誤；在軟件程序的編寫和調(diào)試上，陳老師幫我理清思路。在編寫和調(diào)試軟件程序的過程中，我掌握了示波器和仿真器的使用方法，并且更深刻地體會到軟件的編寫和對硬件電路的分析是分不開的。在硬件制作的前期準(zhǔn)備階段，為了獲得一個(gè)最優(yōu)的硬件方案，我查找了大量的書籍和網(wǎng)絡(luò)資料，在老師的幫助下，通過對不同的電路原理的對比分析，最終選定了這個(gè)應(yīng)用最廣的方案。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是將硬件優(yōu)化后可以與上位機(jī)數(shù)據(jù)庫相連實(shí)現(xiàn)更多卡的記錄，可以用于公司人員的考勤管理。結(jié)　論本設(shè)計(jì)由六個(gè)單元組成，分別是電源模塊、射頻識別模塊、預(yù)警模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、開關(guān)控制模塊和LCD顯示模塊。同時(shí)，為了使程序運(yùn)行效率更高，我對卡號對比程序進(jìn)行了優(yōu)化，先用算法將卡號計(jì)算出來再進(jìn)行比較，之后再對計(jì)算出的卡號進(jìn)行字符化，這樣程序能夠運(yùn)行得更快。在調(diào)試的時(shí)候，我為了確定中斷是否正常工作現(xiàn)在中斷里設(shè)置了一個(gè)小程序，然后通過示波器查看結(jié)果?！★@示模塊的調(diào)試液晶屏的顯示與時(shí)序有很重要的關(guān)系，如果時(shí)序不正確屏幕上就不能進(jìn)行顯示。其中最重要的是要保證單片機(jī)正常工作，只有在這個(gè)前提下才能進(jìn)行其他模塊的調(diào)試。我本以為硬件沒有問題了，但是后來在編寫好液晶顯示的程序后，發(fā)現(xiàn)無論軟件如何調(diào)試，就是沒有現(xiàn)象出來，于是開始懷疑是硬件的問題，經(jīng)過摸排查找，發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)在于我沒有將單片機(jī)的第31引腳接電源，改過來后就基本有了顯示。在確定了沒有短路的現(xiàn)象后我又對照著電路圖檢查每個(gè)元件之間應(yīng)該連接在一起的點(diǎn)是否聯(lián)通了[9]?！∠到y(tǒng)硬件的調(diào)試在完成了系統(tǒng)硬件的安裝和部分軟件的編寫以后，就要開始系統(tǒng)硬件的調(diào)試了。自己搭建焊接電路時(shí)最好一個(gè)模塊一個(gè)模塊的做，這樣可以避免漏掉或多添一些線，造成不必要的錯(cuò)誤。SS。SCL=0。如果沒有應(yīng)答則延時(shí)：z50，z++。接收器拉低SDA線表示應(yīng)答，并在應(yīng)答脈沖期間保持穩(wěn)定的低電平。 //按時(shí)序設(shè)時(shí)鐘線使器件為允許數(shù)據(jù)改變 SCL=0。0x80。圖310 位傳送時(shí)序圖/************************送一個(gè)字節(jié)（8位）的數(shù)據(jù)***********************/for(i=0。SDA=1。SCL=1。 //將LED燈和蜂鳴器熄滅flag=0。 //報(bào)警：蜂鳴器響，紅燈亮 RED=0。eeprom_wt(1,num[1]1)。i++) //計(jì)算刷卡傳遞的卡號信息 {cardcd+=temp[9+i](15i)。其中關(guān)于卡號對比的部分涉及到外部中斷服務(wù)產(chǎn)生的卡號信息。高位在前。Wiegand數(shù)據(jù)輸出由二根線組成，分別是DATA0和 DATA1；二根線分別將‘0’或‘1’輸出：輸出‘0’時(shí)，DATA0線上出現(xiàn)負(fù)脈沖；輸出‘1’時(shí)，DATA1 圖37 射頻識別模塊程序流程圖線上出現(xiàn)負(fù)脈沖。 …… } } } } }}　射頻識別模塊圖36 Wiegand 26位數(shù)據(jù)輸出時(shí)序圖射頻識別模塊的軟件核心是Wiegand協(xié)議。 //其他默認(rèn)30天 } if(=mon) //當(dāng)日期達(dá)到相應(yīng)天數(shù)，月進(jìn)位，日期置1 {++。 //大月30天 case 2 : mon=28。 …… switch(flag1) //不同的月份選擇不同的天數(shù) {case 0 : mon=30。 …… if(=60) //當(dāng)分針達(dá)到60，時(shí)針進(jìn)位，分針清0 {++。 //設(shè)定大月的標(biāo)志else if(==2) flag1=2。 //移動(dòng)坐標(biāo)到下一個(gè)待寫入的位置 X++。 break。 break。= 0x0F。X2=X。其流程如圖33所示。flag==0) temp[t++]=1。 else{t=0。 clock()。圖31 主程序流程圖中斷服務(wù)包括定時(shí)中斷和外部中斷2種：定時(shí)中斷使用的是定時(shí)計(jì)數(shù)器0,用于時(shí)鐘模塊的秒針的走時(shí)，其流程如圖32 a）所示；外部中斷使用了外部中斷0和外部中斷1，用于拾取射頻識別信號，之后利用射頻識別子程序進(jìn)行密碼對比，其流程如圖32 b）所示。軟件控制著硬件，讓其按照指定的要求，執(zhí)行相應(yīng)的功能。并口可以選擇4線和8線兩種?！∫壕э@示模塊TS12864是尺寸為128x64的點(diǎn)陣液晶屏，可以顯示4行，每行8個(gè)中文字（16個(gè)英文字母或字符）。當(dāng)按鍵按下時(shí)，對應(yīng)的單片機(jī)引腳高電平會被拉低，當(dāng)檢測到某引腳為低電平時(shí)就執(zhí)行 圖213 開關(guān)控制模塊電路圖相應(yīng)的功能。因?yàn)閱纹瑱C(jī)要對刷卡信息進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，因此數(shù)據(jù)不能存儲于單片機(jī)內(nèi)部，只能進(jìn)行片外存儲，考慮到51系列單片機(jī)的資源不是足夠豐富，因此不能進(jìn)行并行數(shù)據(jù)存儲，選擇串行數(shù)據(jù)傳輸更為合理。其具體響應(yīng)是：當(dāng)識別為本地卡時(shí)，綠色LED燈閃亮提示安全通過；當(dāng)識別為外來卡時(shí)，紅色LED燈閃亮，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲音提示報(bào)警。其硬件連 圖211 射頻識別電路連接圖接如圖211所示。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序[1,4,7]。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時(shí)間。 圖27 手動(dòng)復(fù)位電路上電復(fù)位上電復(fù)位電路（如圖28所示），只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到地即可。一般采用的辦法是在RST端和正電源VCC之間接一個(gè)按鈕。51系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。（2）　復(fù)位電路在上電或復(fù)位過程中，控制CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓CPU保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止CPU發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。表25 TS12864引腳功能引腳號名稱功能描述1VSS接電源地線2VDD接電源正極3VO提供LCD驅(qū)動(dòng)電壓4RSH:顯示數(shù)據(jù)；L:顯示指令5R/WH:讀信號；L:寫信號6E使能信號端714DB0DB7數(shù)據(jù)總線15PSB模式選擇?？膳cCPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理機(jī)：8位并行及串行兩種連接方式。6WP寫保護(hù)。2A13A24SDA串行地址和數(shù)據(jù)輸入/輸出。（2）　硬件結(jié)構(gòu)AT24C16的硬件結(jié)構(gòu)如圖25所示。（3）　讀卡機(jī)模塊電器特性讀卡機(jī)模塊引出腳功能說明（表22所示）：表22 讀卡機(jī)模塊引出腳功能引腳號名稱功能描述15VDC5V直流輸入2CLKWiegand26=D1；ABA=Clock；Rs232=NC3DATWiegand26=D0；ABA=DATA；Rs232=TXD4CPABA5SW1模式選擇16SW2輸出模式選擇27SW3輸出模式選擇38SW4模式選擇49LEDLED信號輸出10GND地線輸入A1ANT天線線圈連接A2ANT天線線圈連接編碼脈沖由SW2SW3的輸入決定輸出格式如下表所示：表23 SW2SW3控制的脈沖輸出格式SW2SW3輸出格式01RS23210Wiegand26　片外數(shù)據(jù)存儲器AT24C16（1）　概述AT24C16是電可擦除可編程ROM，采用2048x8bit的組織結(jié)構(gòu)以及兩線串行接口。（2）　硬件結(jié)構(gòu)感應(yīng)式讀卡機(jī)模塊硬件結(jié)構(gòu)如圖24所示。每種類型采用內(nèi)部電流限流，熱停機(jī)和安全區(qū)保護(hù)，使基本上堅(jiān)不可摧。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。EA\=0訪問外部程序存儲器；EA\=1訪問內(nèi)部程序存儲器中的指令。P2口：8位雙向I/O口，內(nèi)置上拉電阻。P0口：8位雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。Vcc：電源線接入。單片機(jī)89C52引腳圖如圖21所示。在時(shí)間校準(zhǔn)模式下，通過按鍵的組合來調(diào)整當(dāng)時(shí)的年份、月份、日期、小時(shí)以及分鐘以完成時(shí)間的調(diào)整與校正。另外，開關(guān)控制模塊控制考勤信息的查詢和時(shí)間的校準(zhǔn)?！∠到y(tǒng)結(jié)構(gòu)MCU小系統(tǒng)射頻識別模塊開關(guān)控制模塊電源模塊液晶顯示模塊數(shù)據(jù)存儲模塊圖11 系統(tǒng)框圖我所設(shè)計(jì)的電路基本思想是這樣的，天線將刷卡的信息傳送到射頻識別模塊，在單片機(jī)控制下經(jīng)過密碼對比區(qū)分該卡是本地卡還是外來卡，若為外來卡則預(yù)警模塊啟動(dòng)報(bào)警；若為本地卡則預(yù)警模塊報(bào)安全并記錄刷卡時(shí)間存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中，同時(shí)將結(jié)果顯示輸出在LCD液晶屏上。因此本課題不論是對自己的就業(yè)還是對我國射頻識別技術(shù)的發(fā)展都有非?，F(xiàn)實(shí)與積極的意義。本課題的核心在于射頻識別，同時(shí)也包括數(shù)據(jù)存儲和顯示，通過對射頻信號的編碼和識別記錄相關(guān)信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和輸出顯示，這使我們能夠進(jìn)一步掌握射頻識別的原理和設(shè)計(jì)方法，對其有深入的了解和認(rèn)識。射頻識別技術(shù)具有很多優(yōu)勢：通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象，無需可見光源；具有穿透性，可以透過外部材料直接讀取數(shù)據(jù)，保護(hù)外部包裝，節(jié)省開箱時(shí)間；射頻產(chǎn)品可以在惡劣環(huán)境下工作，對環(huán)境要求低；讀取距離遠(yuǎn)，無需與目標(biāo)接觸就可以得到數(shù)據(jù)；支持寫入數(shù)據(jù)，無需重新制作新的標(biāo)簽；使用防沖突技術(shù)，能夠同時(shí)處理多個(gè)射頻標(biāo)簽，適用于批量識別場合；可以對RFID標(biāo)簽所附著的物體進(jìn)行追蹤定位，提供位置信息?；趩纹瑱C(jī)控制的射頻ID卡考勤機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘要 IAbstract II緒論 11　整體方案設(shè)計(jì) 2　系統(tǒng)總體基本構(gòu)成 2　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法 2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2　系統(tǒng)工作原理 32　硬件電路設(shè)計(jì) 4　系統(tǒng)硬件主要構(gòu)成 4　單片機(jī)AT89C52 4　穩(wěn)壓芯片L7805 6　射頻識別集成模塊RF01D 6　片外數(shù)據(jù)存儲器AT24C16 8　點(diǎn)陣液晶屏TS12864 9　系統(tǒng)硬件電路模塊 10　MCU小系統(tǒng) 10　電源模塊 12　射頻識別模塊 12　預(yù)警模塊 13　數(shù)據(jù)存儲模塊 13　開關(guān)控制模塊 13　液晶顯示模塊 143　軟件設(shè)計(jì) 15　主程序流程圖 15　各個(gè)模塊的設(shè)計(jì) 16　顯示模塊 16　時(shí)鐘模塊 18　射頻識別模塊 20　數(shù)據(jù)存儲模塊 22　開關(guān)控制模塊 254　系統(tǒng)安裝與調(diào)試 26　系統(tǒng)硬件的安裝 26　系統(tǒng)硬件的調(diào)試 26　系統(tǒng)軟件的調(diào)試 27　顯示模塊的調(diào)試 27　時(shí)鐘模塊的調(diào)試 27　射頻識別模塊的調(diào)試 28　數(shù)據(jù)存儲模塊的調(diào)試 28　開關(guān)控制模塊的調(diào)試 28結(jié)論 29致謝 30參考文獻(xiàn) 31附錄1　系統(tǒng)原理圖 32附錄2　硬件實(shí)物圖 33附錄3　系統(tǒng)軟件總程序 3445緒　論單片機(jī)正以低廉的成本、強(qiáng)大的功能、較高的可靠性廣泛應(yīng)用于家電設(shè)備、儀器儀表、工業(yè)控制及城市建設(shè)各個(gè)領(lǐng)域中。而近年來，RFID無線射頻識別技術(shù)的研究與應(yīng)用也正飛速發(fā)展。但最終說來，尺寸更小的射頻識別標(biāo)簽將應(yīng)用于更先進(jìn)的領(lǐng)域內(nèi)[17,18]。目前我國的信息行業(yè)發(fā)展迅速，無線通信更是在發(fā)展的前沿，但同時(shí)應(yīng)該清楚的認(rèn)識到我國的信息技術(shù)雖然發(fā)展迅速但和世界先進(jìn)水平還有一定的差距?！∠到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法電源模塊以穩(wěn)壓芯片為核心，穩(wěn)定電壓的輸出；射頻識別模塊由天線接收和射頻信號解碼電路集成用以采集拾取ID卡信息并編碼輸出；預(yù)警模塊是在單片機(jī)控制下進(jìn)行本地卡和外來卡的區(qū)分和報(bào)警；數(shù)據(jù)存儲模塊可實(shí)現(xiàn)對刷卡信息的記錄和存儲；開關(guān)控制模塊主要是用來控制卡片信息的顯示、查詢和時(shí)間的調(diào)整；LCD液晶顯示模塊可根據(jù)單片機(jī)的控制顯示刷卡的不同信息。　系統(tǒng)工作原理天線將刷卡信息傳送給射頻識別模塊后輸出解碼信息給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)密碼對比區(qū)分卡的類別并將刷卡信息進(jìn)行存儲記錄最后送至LCD液晶屏顯示。在查詢模式下，通過按鍵進(jìn)行上下翻屏，并從外部數(shù)據(jù)存儲其中調(diào)用數(shù)據(jù)，查詢不同卡的多次刷卡信息?！纹瑱C(jī)AT89C52（1）　概述AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8K bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系列及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)適用于許多較為復(fù)雜的控制應(yīng)用場合。圖22 AT98C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（3）　引腳功能： 表21 P3口第二功能端口引腳第二功能RXD(串行