【正文】 令代碼完全兼容傳統(tǒng)的 8051，但是運算速度加快； ? 工作電壓為與 MF RC 相同。在外部連接石英晶體和電容組合完成的 LC 并聯(lián)電路 [17]。相對于外部 振蕩信號來說，內(nèi)部的振蕩的信號會很容易發(fā)生偏移，在穩(wěn)定性方面要稍遜色一些，溫度的改變會使得頻率發(fā)生變化。運算速度上能過達(dá)到一代 8051 單片機的 812 倍但是在編程指令卻能完全兼容 8051 系列單片機。 在選用單片機時，應(yīng)當(dāng)考慮到系統(tǒng)的時鐘頻率是否統(tǒng)一、單片機的運算速度能否滿足需求、 單片機的處理能力、兼容性以及系的整體設(shè)計問題，例如是否需要另外的存儲擴展，單片機的借口是否足夠以及為后期拓展和維修提供方便。通過外接的天線能夠通過電磁感應(yīng)的方式將能量傳遞給射頻卡，并拾取射頻卡反射回的信號，通過模擬電路以及 數(shù)字電路的處理，來完成讀取射頻卡內(nèi)部信息的內(nèi)容。 MFRC530 通過引腳 RX 接入天線，因此天線將拾取的信號經(jīng)由 RX 引腳發(fā)送給芯片進(jìn)行下一步操作。射頻天線可以通過直接在MFRC 外部連接相應(yīng)的電子器件構(gòu)成。該引腳為高電平時，電路處于低功耗狀態(tài)，下跳變時芯片復(fù)位 27 AUX O 輔助輸出端。如果需要采用外部的晶振提供時鐘信號，直接連接OSCIN 引腳。用于選擇和激活芯片的微控制接口，低電平有效 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 13 頁 共 44 頁 續(xù)表 引腳號 引腳名稱 類型 功能 21 ALE I 地址鎖存控制。選通寫數(shù)據(jù)（ D0~D7）進(jìn)入芯片寄存器，低電平有效 R/NW I 讀 /寫端。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 12 頁 共 44 頁 c） 并行接口 并行接口共包括 16 個引腳，其中 8 個引腳為雙向數(shù)據(jù)總線， 3 個為地址線。發(fā)送的信號經(jīng)過芯片內(nèi)部的寄存器的設(shè)定來進(jìn)行調(diào)制。輸入 5V 電壓，作為振蕩器、模擬解調(diào)器和解碼器的供電電源 28 AVSS 電源 模擬電路部分電源地 數(shù)字電路部分供電電源見表 ： 表 芯片數(shù)字電路部分供電引腳 引腳號 引腳名稱 類型 功能 25 DVDD 電源 數(shù)字電路部分驅(qū)動電源正。芯片引腳圖如圖 所示。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 9 頁 共 44 頁 圖 MFRC530 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 MF RC530 引腳介紹 1) 引腳圖 MF RC530 芯片共有 32 個引腳。 MFRC530 可以通過并行接口連接到處理器（單片機）上，在日常的使用和維修中帶來了極大的便利。 射頻識別中心使用射頻卡專用的讀寫處理芯片（ MF RC530）。本文設(shè)計基于該芯片 [10]。單片機要實現(xiàn)與顯示模塊，報警電路以及幾盤電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并且單片機通過 RS 485 通信電路與上位機數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接。（ ）。在 ISO14443 標(biāo)準(zhǔn)下，分為 typeA 和 typeB 兩種通信接口。由于讀寫器和射頻卡組成的系統(tǒng)進(jìn)行信息通信時并不需要有物理的接觸，因此相對于其他的通信 方式來說，具有很多的優(yōu)點，因此得到了廣泛的應(yīng)用。射頻卡通信依靠射頻卡 內(nèi)部的 IC 芯片和天線，又被稱為電子標(biāo)簽 [8]。另一方面，讀寫器功率的大小決定了系統(tǒng)的工作距離 [7]。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 6 頁 共 44 頁 3 硬件電路設(shè)計 基于射頻卡的水控器設(shè)計的硬件電路主要包括射頻卡讀寫器，水控裝置，與數(shù)據(jù)庫的連接電路以 及整個系統(tǒng)的供電單元。 L9901 芯片能夠接收單片機發(fā)送的開始發(fā)水或停止放水指令，驅(qū)動同步電機進(jìn)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，以此來進(jìn)行 控制放水操作； 在放水的過程中，需要利用傳感器來統(tǒng)計放水的總量。當(dāng)數(shù)據(jù)傳遞給單片機之后，單片機將數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊，在顯示模塊上顯示相應(yīng)的信息，方便用戶進(jìn)行操作。在本文中，讀寫器主要基于 ISO14443 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，并且卡的類型為 typeA 型。 對于讀寫部分的操作，系統(tǒng)通過控制射頻天線。本系統(tǒng)因其操作簡單運行靈活方便、同時具有強大的管理功能及可靠性，非常適用于農(nóng)田機井自動灌溉。當(dāng)卡片被拿走時，單片機自動關(guān)閉電磁閥，停止出水。在這些學(xué)校內(nèi)統(tǒng)一使用校園一卡通系統(tǒng)，智能水控器被安裝在有水龍頭流水的場合。通過射頻卡標(biāo)簽，特種部隊能夠快速的建立血液的采集、加工配送以及輸血的通過，能過使得各個環(huán)節(jié)無縫連接且高精度的 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 3 頁 共 44 頁 運轉(zhuǎn)，節(jié)省了時間。在供應(yīng)鏈管理方面，射頻卡識別系統(tǒng)能夠得到很大的應(yīng)用。一般的傳輸信息的方式產(chǎn)生的諸如機械磨損，在傳輸過程中產(chǎn)生的機械磨損以及易受到污染和潮濕環(huán)境的影響或者因為使用了機械電氣接觸從而產(chǎn)生的靜電擊穿的問題都由于射頻卡使用電磁耦合或者微波的方式實現(xiàn)能量和信號的無接觸傳輸而得到有效的解決，因此才用射頻卡作為身份識別、電子票證、電子錢包、物流等方面的重要替代技術(shù)而廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商品自動 化和交通運輸控制等領(lǐng)域。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 射頻識別采用無線射頻方式進(jìn)行非接觸式通信，從而達(dá)到能夠識別射頻卡并且能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信和交換。在放水結(jié)束之后，單片機再控制讀寫器將新的信息寫入到射頻卡內(nèi)部，同時單片機將消費情況與 PC 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通訊，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的數(shù)據(jù)能夠時時更新，對數(shù)據(jù)的采集和處理帶來了便利。設(shè)計由射頻卡所控制的水控器能夠迅速的讀取用戶的信息，保證用戶方便的用水并且能夠時時與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新，使得整個用水的過程方便快捷，能夠最大限度的保證資源的不浪費以及用戶的方便。從日常生活中的公交卡、地鐵卡到大學(xué)生的學(xué)生卡，借書卡，再到一些公司的門禁卡、用戶卡以及一些商店內(nèi)部通過射頻卡進(jìn)行商品的標(biāo)記以及價格的結(jié)算 [1]。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 I 頁 共 II 頁 目 錄 1 引言 .................................................................... 1 課題研究的意義 ........................................................ 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................ 2 2 基于射頻卡的水控器設(shè)計的總體框圖 ........................................ 4 3 硬件電路設(shè)計 ............................................................ 6 讀寫器的射頻模塊 ...................................................... 6 射頻天線的設(shè)計 ....................................................... 14 MCU 單片機的選擇 ..................................................... 15 顯示模塊 ............................................................. 18 鍵盤輸入模塊 ......................................................... 19 電磁水控閥部分 ....................................................... 20 流量計量模塊 ......................................................... 21 復(fù)位電路和蜂鳴報警器 ................................................. 22 電源電路 ............................................................. 23 通信電路 ............................................................ 24 4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 ....................................................... 26 射頻模塊 MF RC530 程序 流程： .......................................... 28 顯示部分 ............................................................. 28 鍵盤模塊 ............................................................. 29 單片機、電磁水控閥和流量表 ........................................... 30 通信模塊 ............................................................. 33 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 II 頁 共 II 頁 結(jié) 論 ................................................................... 35 致 謝 .................................................................... 37 參考文獻(xiàn) ................................................................. 38 附錄 A 系統(tǒng)整體硬件電路圖 ................................................. 40 附錄 B 系統(tǒng)部分程序 ....................................................... 41 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 1 頁 共 44 頁 1 引言 課題研究的意義 在當(dāng)前數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)本身都十分重要。射頻卡（ RFID）能夠在數(shù)據(jù)載體和讀寫器之間不接觸的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，而且射頻卡的制作比較簡單，成本低廉，因此在生活中射頻卡得到了很大的應(yīng)用。 在人口密集的地方例如大學(xué)等，由于人口很多，信息量很大，因此在平時的生活中做好數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和采集工作十分重要，能夠最大化的保證資源的不浪費，因此催生了校園卡的產(chǎn)生。單片機對用戶卡內(nèi)部的信息進(jìn)行處理，來決定是否放水或者放水的總量。 由于基于射頻卡的水控器有著經(jīng)濟，方便，耐用，耐老化以及抗電磁干擾，編程的門檻低以及能夠時時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新、后期維護和升級方便的好處使其得到了廣泛的應(yīng)用。作為中非接觸式的自動識別技術(shù)，射頻卡能夠通過磁耦合或者通過微波來實現(xiàn)對能量和信號的傳輸。座位一些面對的挑戰(zhàn)空前，遠(yuǎn)超之前的其他企業(yè)的特殊行業(yè)，例如易腐食品的加工運輸企業(yè)，將無線電頻率識別和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)幾種在一起，提供一種很有用的解決方法，來應(yīng)對這些企業(yè)所遇到的問題。在被要求提供安全的、高質(zhì)量高效率以及 快速的響應(yīng)能力的血液銀行和輸血醫(yī)學(xué)行業(yè)，射頻卡識別技術(shù)的應(yīng)用又進(jìn)一步的提高了整個行業(yè)運作的安全性和效率。目前，采用智能水控器以及應(yīng)用于眾多學(xué)校校園。單片機接收到水量信號之后，通過預(yù)設(shè)的費率將水量轉(zhuǎn)化為扣費金額對余額進(jìn)行扣費，并再次通過數(shù)碼管顯示新的余額信息。節(jié)水灌溉系統(tǒng)能夠?qū)⑸漕l IC 卡作為信息媒介，同時水泵的啟閉、水量的計量以及動態(tài)的顯示等