【正文】 容易導(dǎo)致污染、損傷及 靜電損毀。與接觸式 IC 卡相比較 ,非接觸式 IC 卡具有以下優(yōu)點(diǎn) ： (1)可靠性高。非接觸式 IC 卡的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使它一卡多用 ,能應(yīng)用于不同的系統(tǒng) ,用戶(hù)可以根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)置不同的密碼和訪問(wèn)條件； (5)加密性能好。 非接觸式 IC 卡的應(yīng)用 正是由于非接觸式 IC 卡具有突出的特點(diǎn)及接觸式 IC 卡所無(wú)法比擬的優(yōu)越性 ,使得其在許多惡劣的環(huán)境和不適合接觸式 IC 卡應(yīng)用的條件下 ,有著極廣泛的應(yīng)用前景。與現(xiàn)行的多數(shù)公路收費(fèi)系統(tǒng)相比 ,該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) :不停車(chē)收費(fèi)加快了費(fèi)速山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 6 度提高了公路利用率 。 公共汽車(chē)自動(dòng)售票系統(tǒng)。 門(mén)禁控制系統(tǒng)。除了以上的應(yīng)用 ,非接觸式 IC 卡還可應(yīng)用在電子錢(qián)包、無(wú)票旅行系統(tǒng)、身份證卡、零售系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、設(shè)備管理自動(dòng)化系統(tǒng)等。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 7 3 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 這次高速公路自動(dòng)發(fā)卡控制器的設(shè)計(jì)，選擇了 飛利浦公司的 P89C51RD2 單片機(jī)，P89C51RD2 是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 的低電壓、高性能 CMOS8位 微處理器 。壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán)； 128*8 位內(nèi)部 RAM； 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 8 可編程串行通道； 復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期中，斯密特觸發(fā) 器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。在單片機(jī)不能自動(dòng)復(fù)位時(shí)，按動(dòng) S1 開(kāi)關(guān)也可做到自動(dòng)復(fù)位。 P89C51RD2 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成震蕩提的高增益反相放大器，該高增益反相放大山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 9 器的輸入端為芯片引腳 XTAL1,輸出端為引腳 XTAL2。晶體的振蕩頻率的范圍在 ~12MHz 之間。這里對(duì) RC500 芯片做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹：RC500 有 32 個(gè)引腳。集成了 編碼調(diào)制 和解調(diào)解碼的收發(fā)電路； 集成有 64 字節(jié)的收發(fā) FIFO 緩存器； 為使讀寫(xiě)器達(dá)到最佳工作狀態(tài)，選用 MF RC500 芯片，對(duì) RFID 讀寫(xiě)器的天線(xiàn)及其匹配電路進(jìn)行設(shè)計(jì)?？ú捎?RF 場(chǎng)的負(fù)載調(diào)制進(jìn)行響應(yīng)。 VMID 作用是提供參考電壓。阻抗匹配通常有并聯(lián)和串聯(lián)諧振型 2 種，在基于 MF RC500 的讀寫(xiě)器的天線(xiàn)匹配電路設(shè)計(jì)中常采用串聯(lián)諧振型。由于提供給 MF RC500 的時(shí)鐘要作為同步系統(tǒng)的編碼器山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 12 和解碼器的時(shí)間基準(zhǔn)，因此頻率的穩(wěn)定性是正確執(zhí)行的一個(gè)重要因素，為了獲得最佳性能，時(shí)鐘抖動(dòng)應(yīng)該盡可能小。微控制器可以通過(guò) I2C 總線(xiàn)協(xié)議向存儲(chǔ)器中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，并且能夠從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)據(jù)。采用三線(xiàn)接口與 CPU 進(jìn)行 同步通信 ，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的 時(shí)鐘信號(hào) 或 RAM 數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)與單片機(jī)的接口使用同步串行通信， DS1302 與單片機(jī)的連接需要 3 條線(xiàn)：RET 引腳、 SCLK 串行時(shí)鐘引腳、 I/O 串行數(shù)據(jù)引腳， VCC2 為備用電源，外接 晶振，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。 MAX232 芯片是專(zhuān)門(mén)為電腦的 RS232山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 15 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路 ,使用 +5V 單電源供電。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 輸入計(jì)算機(jī) DP9 插頭 ； DP9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。器件內(nèi)部還包括 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器、 2 個(gè)接收器，每一個(gè)接收器將 RS232 電平轉(zhuǎn)換為 5VTTL/CMOS電平；每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 RS232 電平。 （ 3）單片機(jī)接收數(shù)據(jù)，然后通過(guò)內(nèi)部程序?qū)?shù)據(jù)處理。 為了實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與單片機(jī)之間的串行通信，我們首先要清楚了解整個(gè)系統(tǒng)所采用的原理圖。下圖為 RS232接線(xiàn)原理圖： 圖 RS232 通訊接口接線(xiàn)圖 RS232 接口電路數(shù)據(jù)傳輸接口是數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布A(chǔ)，也是數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。 MAX232山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 17 接收 /發(fā)送器具有功耗低的特點(diǎn)，工作電源為單電源，外接電容僅為 或 1uF 的電容，其價(jià)格自然也低，可在 一般需要串行通信的系統(tǒng)中使用。單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。當(dāng) RXD， TXD 分別接 RXD2，TXD2 是單片機(jī)系統(tǒng)是和發(fā)卡機(jī)的機(jī)器通訊的。這樣既節(jié)省了硬件材料，也是電路變得簡(jiǎn)單了許多。 11 Error（預(yù)發(fā)卡錯(cuò)誤或堵 卡或回收倉(cāng)卡滿(mǎn)） 開(kāi)集電極輸出，低電平有效。需提醒的是輸出 端一般不要接過(guò)大容量電容，一般接幾十微法的就可以了。這次設(shè)計(jì)在輸入端加入了保護(hù)二極管。蜂鳴器的另一個(gè)作用是當(dāng)出現(xiàn)發(fā)卡失敗時(shí)會(huì)報(bào)警提示。這里采用非門(mén)是為了防止系統(tǒng)上電時(shí)峰鳴器發(fā)聲 音，因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 21 位以后， I/O 口輸出的是高電平。 卡夾提升機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)。 卡夾。對(duì)卡機(jī)撥卡方式的改進(jìn)不能從根本上消除由卡片在工況特殊情況下帶來(lái)的負(fù)面影響。其中總體模塊就是發(fā)卡機(jī)工作命令設(shè)計(jì)，四個(gè)子模塊分別是自動(dòng)發(fā)卡機(jī)系統(tǒng)的通信模塊、讀卡模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊。有以下幾種情況會(huì)導(dǎo)至發(fā)卡機(jī)復(fù)位： 司機(jī)按出卡鍵 卡機(jī)狀態(tài) 卡機(jī)報(bào)警 正常出卡 壞卡處理 卡機(jī)待機(jī) 卡口全壞 正常 寫(xiě)卡失敗 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 23 ① 當(dāng)發(fā)卡機(jī)上電時(shí)會(huì)產(chǎn)生復(fù)位操作； ② 當(dāng)發(fā)卡機(jī)收到 RESET 信號(hào)或按下控制板上的RESET 按鍵時(shí)； ③ 當(dāng)發(fā)生預(yù)發(fā)卡 (失?。╁e(cuò)誤時(shí)，如果超過(guò) 100 秒發(fā)卡器會(huì)自動(dòng)復(fù)位； ④當(dāng)發(fā)生堵卡錯(cuò)誤時(shí)，如果超過(guò) 100 秒發(fā)卡器會(huì)自動(dòng)復(fù)位并將卡片收回；卡片回收主要是避免卡 片在使用過(guò)程中被丟失，最大程度地減少損失。當(dāng)發(fā)生預(yù)發(fā)卡失敗時(shí)，在輸出 ERROR 信號(hào) 100 秒后發(fā)卡器會(huì)自動(dòng)復(fù)位并清除 ERROR 信號(hào)；當(dāng)堵卡或卡滿(mǎn)時(shí)只要取走卡片， ERROR 信號(hào)即可自動(dòng)清除（ ERROR 信號(hào)置高）；若堵卡未及時(shí)清除，在 100 秒后發(fā)卡器會(huì)自動(dòng)復(fù)位并清除 ERROR 信號(hào)。 （ 3） OUTOK 輸出方式設(shè)置。發(fā)卡器有兩種發(fā)卡方式：預(yù)讀發(fā)卡方式和直接發(fā)卡 方式。在此方式，輸入 Payout 信號(hào)且 VD 信號(hào)有效時(shí)，發(fā)卡器會(huì)將卡片發(fā)送至讀卡天線(xiàn)位置，并拉低 OUTOK 信號(hào)等待用戶(hù)讀卡。 RS232 通訊模塊設(shè)計(jì) PC 機(jī)與單片機(jī)之間的通信設(shè)計(jì) 在 PC機(jī)與單片機(jī)通信中， RS232 通訊由兩部分組成，一部分是 PC 機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)給單片機(jī)，也計(jì)算機(jī)把信息傳給單片機(jī)。 (2)PC 機(jī)先發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)判斷是否接收完數(shù)據(jù)。該接口電路不僅能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個(gè)同步移位寄存器用。串行口的接收與否受制于允許接收位 REN 的狀態(tài)，當(dāng) REN 被軟件置 “1”后，允許接收器接收。 相關(guān)的寄存器 SBUF 是兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。 PCON 中的 SMOD 用來(lái)控制波特率加倍。 1 幀信息為 8 位，沒(méi)有起始位，停止位。 方式 3:9 位 UART，幀信息為 11 位，其中一位起始位 “0”、八位數(shù)據(jù)位（先低位后高位），一位控制位（第九位）和一個(gè)停止位 “1”。 1 主機(jī)命令幀格式 命令幀格式 : STX D DETX BCC STX： 02（ HEX），命令幀開(kāi)始 DD ： 操作命令，為兩字節(jié) ASCII 碼 ETX： 03（ HEX），命令幀結(jié)束 BCC： STXDD ETX，命令塊異或校驗(yàn)碼（ 為異或運(yùn)算符） 2 主機(jī)操作命令 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 29 主機(jī)向發(fā)卡器發(fā)送以下命令，并執(zhí)行相關(guān)操作。 4 發(fā)卡器應(yīng)答命令 應(yīng)答命令幀格式 應(yīng)答命令幀： STX DDD ETX BCC STX : 0 2 (HEX) , 命令幀開(kāi)始 ETX : 0 3 (HEX) , 命令幀結(jié)束 DDD:發(fā)卡器狀態(tài)碼信息， ASCII 碼格式 BCC : STX?S??F?DDDETX,命令塊異或校驗(yàn)碼 (注： 為異或運(yùn)算符 ) 發(fā)卡器狀態(tài)碼描述 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 30 表 十六進(jìn)制碼 狀態(tài)描述 0x38,0x30,0x30 0x34,0x30,0x30 0x32,0x30,0x30 0x31,0x30,0x30 0x30,0x38,0x30 0x30,0x34,0x30 0x30,0x32,0x30 0x30,0x31,0x30 0x30,0x30,0x38 0x30,0x30,0x34 0x30,0x30,0x32 0x30,0x30,0x31 0x30,0x30,0x30 發(fā)卡器正在發(fā)卡 發(fā)卡器正在回收卡片 發(fā)卡器錯(cuò)誤（ Error) 發(fā)卡器回收倉(cāng)卡片已裝滿(mǎn) ———— ———— 發(fā)卡器堵卡 發(fā)卡倉(cāng)卡量少 發(fā)卡倉(cāng)卡空 卡已發(fā)至取卡位置，正等侯取卡 卡已發(fā)至讀卡位置，正等侯處理 預(yù)發(fā)卡未就緒 發(fā)卡器已準(zhǔn) 備好 讀寫(xiě)模塊設(shè)計(jì) 本文采用 89C51 單片機(jī)、 MFRC500 以及外圍電路實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器的基本組成。 單片機(jī) 外圍電 路 MFcard RC500 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 31 MF RC500 支持與不同的微處理器直接接口，包括獨(dú)立讀寫(xiě)選通的 MCU 連接、公共讀寫(xiě)選通的 MCU連接以及具有公共讀寫(xiě)選通和掛鉤功能的 MCU 連接。 從操作流程上，可以把 Mifare1 卡的操作分為以下幾項(xiàng)： 復(fù)位請(qǐng)求：當(dāng)一張 Mifare1 卡處在讀寫(xiě)器天線(xiàn)的工作范圍之內(nèi)時(shí)，讀 寫(xiě)器向卡發(fā)出 初始化 命令有效 接受命令 返回錯(cuò)誤的數(shù)據(jù) 返回正確的數(shù)據(jù) 執(zhí)行相應(yīng)命令 成功 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 32 REQUEST all(或 REQUEST std)命令。由于每一張 Mifare1 卡都具有唯一的ID 號(hào)，因此讀寫(xiě)器根據(jù)卡的 ID 號(hào)來(lái)保證一次只對(duì)一張卡操作。如果匹配，才允許進(jìn)一步的讀寫(xiě)操作。它利用先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在 下 所有類(lèi)型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。方便的并行接口可直接連接到任何 8 位微處理器，對(duì)讀卡器和終端的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。 MF RC500內(nèi)有定時(shí)器，其時(shí)鐘源于 晶振信號(hào)， 信號(hào)由晶振電路外接石英晶體產(chǎn)生。整個(gè)系統(tǒng)的電源可由電池提供。單片機(jī) 89C51 DS1302 時(shí)間設(shè)置電路 開(kāi)始 向 DS1302 中寫(xiě)入時(shí)鐘初始值 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 從 DS1302 中讀取日期時(shí)間 系統(tǒng)初始化 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 34 與外界數(shù)據(jù)的交換可分為單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送 2 種方式。當(dāng)在連續(xù)模式向時(shí)鐘寄存器寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，前 8 個(gè)寄存器必須按傳送 數(shù)據(jù)順序?qū)?。這免去了在讀取期間為刷新主寄存器而重讀寄存器的需求。頁(yè)寫(xiě)操作的啟動(dòng)和字節(jié)寫(xiě)一樣，不同在于傳送了一 字節(jié)數(shù)據(jù)后主器件允許繼續(xù)發(fā)送 63個(gè)字節(jié)。此時(shí)，所有接收到的數(shù)據(jù)在單個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)寫(xiě)入 AT24C128。主器件不需發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)但要產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。在AT24C128發(fā)送完一個(gè) 8位字節(jié)數(shù)據(jù)后，主器件產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)來(lái)響應(yīng)，告知 AT24C128主器件要求更多的數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)答信號(hào) AT24C128 將發(fā)送一個(gè) 8位數(shù)據(jù)字節(jié)。該模塊的功能是向 AT24C128 一個(gè)地址中寫(xiě)入一個(gè)字符，然后再?gòu)脑摰刂分凶x出這個(gè)字符。 將在 keil 中調(diào)試通過(guò)的程序產(chǎn)生的 hex 文件調(diào)入到 protel 畫(huà)好的原理圖中，運(yùn)行此程序，根據(jù)顯示部分所顯示的結(jié)果分析程序，檢查其功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在這次完成課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我不 僅 拓展和加深了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，且在其他各個(gè)方面都有提高。通過(guò)對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試，使我對(duì)電子