【正文】 令代碼完全兼容傳統(tǒng)的 8051，但是運(yùn)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(duì)于外部 振蕩信號(hào)來(lái)說(shuō)，內(nèi)部的振蕩的信號(hào)會(huì)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(huì)使得頻率發(fā)生變化。運(yùn)算速度上能過(guò)達(dá)到一代 8051 單片機(jī)的 812 倍但是在編程指令卻能完全兼容 8051 系列單片機(jī)。 在選用單片機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率是否統(tǒng)一、單片機(jī)的運(yùn)算速度能否滿足需求、 單片機(jī)的處理能力、兼容性以及系的整體設(shè)計(jì)問(wèn)題，例如是否需要另外的存儲(chǔ)擴(kuò)展，單片機(jī)的借口是否足夠以及為后期拓展和維修提供方便。通過(guò)外接的天線能夠通過(guò)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(hào)，通過(guò)模擬電路以及 數(shù)字電路的處理，來(lái)完成讀取射頻卡內(nèi)部信息的內(nèi)容。 MFRC530 通過(guò)引腳 RX 接入天線，因此天線將拾取的信號(hào)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(guò)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(shí)，電路處于低功耗狀態(tài)，下跳變時(shí)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(shí)鐘信號(hào)，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(jì) 第 13 頁(yè) 共 44 頁(yè) 續(xù)表 引腳號(hào) 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(jì) 第 12 頁(yè) 共 44 頁(yè) c） 并行接口 并行接口共包括 16 個(gè)引腳，其中 8 個(gè)引腳為雙向數(shù)據(jù)總線， 3 個(gè)為地址線。發(fā)送的信號(hào)經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的寄存器的設(shè)定來(lái)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(jiàn)表 ： 表 芯片數(shù)字電路部分供電引腳 引腳號(hào) 引腳名稱 類型 功能 25 DVDD 電源 數(shù)字電路部分驅(qū)動(dòng)電源正。芯片引腳圖如圖 所示。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 9 頁(yè) 共 44 頁(yè) 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(gè)引腳。 MFRC530 可以通過(guò)并行接口連接到處理器（單片機(jī)）上，在日常的使用和維修中帶來(lái)了極大的便利。 射頻識(shí)別中心使用射頻卡專用的讀寫處理芯片（ MF RC530）。本文設(shè)計(jì)基于該芯片 [10]。單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)與顯示模塊，報(bào)警電路以及幾盤電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并且單片機(jī)通過(guò) RS 485 通信電路與上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)并不需要有物理的接觸，因此相對(duì)于其他的通信 方式來(lái)說(shuō)，具有很多的優(yōu)點(diǎn)，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(jì) 第 6 頁(yè) 共 44 頁(yè) 3 硬件電路設(shè)計(jì) 基于射頻卡的水控器設(shè)計(jì)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(kù)的連接電路以 及整個(gè)系統(tǒng)的供電單元。 L9901 芯片能夠接收單片機(jī)發(fā)送的開(kāi)始發(fā)水或停止放水指令，驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，以此來(lái)進(jìn)行 控制放水操作； 在放水的過(guò)程中，需要利用傳感器來(lái)統(tǒng)計(jì)放水的總量。當(dāng)數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)之后，單片機(jī)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(jì)，并且卡的類型為 typeA 型。 對(duì)于讀寫部分的操作，系統(tǒng)通過(guò)控制射頻天線。本系統(tǒng)因其操作簡(jiǎn)單運(yùn)行靈活方便、同時(shí)具有強(qiáng)大的管理功能及可靠性，非常適用于農(nóng)田機(jī)井自動(dòng)灌溉。當(dāng)卡片被拿走時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)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(chǎng)合。通過(guò)射頻卡標(biāo)簽，特種部隊(duì)能夠快速的建立血液的采集、加工配送以及輸血的通過(guò)，能過(guò)使得各個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)縫連接且高精度的 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 3 頁(yè) 共 44 頁(yè) 運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)省了時(shí)間。在供應(yīng)鏈管理方面，射頻卡識(shí)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(jī)械磨損，在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械磨損以及易受到污染和潮濕環(huán)境的影響或者因?yàn)槭褂昧藱C(jī)械電氣接觸從而產(chǎn)生的靜電擊穿的問(wèn)題都由于射頻卡使用電磁耦合或者微波的方式實(shí)現(xiàn)能量和信號(hào)的無(wú)接觸傳輸而得到有效的解決，因此才用射頻卡作為身份識(shí)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(dòng)化、商品自動(dòng) 化和交通運(yùn)輸控制等領(lǐng)域。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 射頻識(shí)別采用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸式通信，從而達(dá)到能夠識(shí)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(jī)再控制讀寫器將新的信息寫入到射頻卡內(nèi)部，同時(shí)單片機(jī)將消費(fèi)情況與 PC 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的數(shù)據(jù)能夠時(shí)時(shí)更新，對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理帶來(lái)了便利。設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新，使得整個(gè)用水的過(guò)程方便快捷，能夠最大限度的保證資源的不浪費(fèi)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(shū)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(guò)射頻卡進(jìn)行商品的標(biāo)記以及價(jià)格的結(jié)算 [1]。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 I 頁(yè) 共 II 頁(yè) 目 錄 1 引言 .................................................................... 1 課題研究的意義 ........................................................ 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................ 2 2 基于射頻卡的水控器設(shè)計(jì)的總體框圖 ........................................ 4 3 硬件電路設(shè)計(jì) ............................................................ 6 讀寫器的射頻模塊 ...................................................... 6 射頻天線的設(shè)計(jì) ....................................................... 14 MCU 單片機(jī)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(jì)量模塊 ......................................................... 21 復(fù)位電路和蜂鳴報(bào)警器 ................................................. 22 電源電路 ............................................................. 23 通信電路 ............................................................ 24 4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) ....................................................... 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(jī)、電磁水控閥和流量表 ........................................... 30 通信模塊 ............................................................. 33 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 II 頁(yè) 共 II 頁(yè) 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(jì) 第 1 頁(yè) 共 44 頁(yè) 1 引言 課題研究的意義 在當(dāng)前數(shù)據(jù)時(shí)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(jiǎn)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(shí)的生活中做好數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和采集工作十分重要，能夠最大化的保證資源的不浪費(fèi)，因此催生了校園卡的產(chǎn)生。單片機(jī)對(duì)用戶卡內(nèi)部的信息進(jìn)行處理，來(lái)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(jì)，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(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新、后期維護(hù)和升級(jí)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(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻卡能夠通過(guò)磁耦合或者通過(guò)微波來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)能量和信號(hào)的傳輸。座位一些面對(duì)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(yùn)輸企業(yè)，將無(wú)線電頻率識(shí)別和無(wú)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(lái)應(yīng)對(duì)這些企業(yè)所遇到的問(wèn)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(shí)別技術(shù)的應(yīng)用又進(jìn)一步的提高了整個(gè)行業(yè)運(yùn)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(jī)接收到水量信號(hào)之后，通過(guò)預(yù)設(shè)的費(fèi)率將水量轉(zhuǎn)化為扣費(fèi)金額對(duì)余額進(jìn)行扣費(fèi)，并再次通過(guò)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(shí)水泵的啟閉、水量的計(jì)量以及動(dòng)態(tài)的顯示等