【正文】 里因設計分工和側重點不同 ， 電源模塊先采用通用的 電源將 220V 的交流電轉 換成 12V 的 直流電 ， 然后 12V 的電源 一方面給 英格索蘭的 SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器 供電，一方面給 本設計的測試電路供電 。程序運行時，需要將啟動模式設置為UserBoot 模式 ，復位芯片。C 到 +85176。目前門禁讀卡器功能測試儀 主要 是 針對 各公司的產品進行制造的，種類單一， 兼容性不強，這樣 導致讀卡器生產商要采購多種測試儀 才能 滿足檢測需要，增加了成本。 英格索蘭的 SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器 具有這些特點， 采用多 技術，支持 125KHz 低頻卡和 高頻卡；閱讀距離遠： (125K)； (ISO15693)； 兼容非接觸CPU 智能卡等多種格式： HID Proximity； Infineon myd 安全扇區(qū) ； HID iClass、 Infineon myd、 Philips ICode、 DESFire、 MIFARE 序列號 ； DESFire、 MIFARE 扇區(qū)，復旦微電子 FM1208 CPU 卡安全文件；具有防拆保護， 3 態(tài) LED（紅、綠、琥珀）可視化指示燈及聲音反饋，顯示工作狀態(tài)及動作信息；廣泛使用于銀 行、辦公樓、建筑工地、交通、電力、軍隊、學校、醫(yī)院等門禁應用場合。 出入口門禁安全管理系統(tǒng)是新型現代化安全管理系統(tǒng)，它集微機自動識別技術和現代安全管理措施為一體，它涉及電子 、 機械 、 光學 、 計算機技術 、 通訊技術 、 生物技術等諸多新技術。 對SXG 系列 門禁 讀卡器的功能測試 在硬件與軟件方面進行同步設計。本系統(tǒng)以 C 語言進行軟件設計，為了便于擴展和更改， 軟件的設計采用模塊化結構，使程序設計的邏輯關系更加簡潔明了，以便更簡單地實現 對 SXG 系列 門禁 讀卡器的功能測試。在數字技術網絡技術飛速發(fā)展的今天門禁技術得到了迅猛的發(fā)展。 主要技術指標 （ 1） 工作溫度范圍 : 20176。為了改善以上的不足，未來 的 門禁讀卡器功能測試儀將朝著多功能化發(fā)展 ，將支持目前市面上主流的讀卡技術 校驗，能夠自動運行，支持 更多型號的讀卡器，具備鍵盤測試， 外型美觀及環(huán)境和諧 ， 人機界面友好 ，可使使用者快速掌握使用方法。 顯示模塊選擇方案和論證 方案一： 采用 LED 液晶顯示屏 ,液晶顯示屏的顯示功能強大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見 ,但是價格昂貴 ,需要的接口線多 ,所以在此設計中不采用 LED 液晶顯示屏 。 方案三： 通過 JLINK 下載程序， 不需要改變啟動模式， JLINK 仿真器支持的處理器多，與主流的開發(fā)環(huán)境 完美結合。 外部 25MHz 的高速時鐘 首先經過 時鐘配置寄存器 2 的 PREDIV2 分頻因子 進行 5 分頻，然后經過 PLL2倍頻因子 8 倍頻后，再經過 PREDIV1 分頻因子 5 分頻后得到 8MHz 的時鐘 ， 然后經過 時鐘配置寄存器的 PLL 倍頻系數 9 倍頻后，輸出精確的 72MHz 時鐘。如圖 34 所示： 圖 34 開始按鍵電路 韋根通信電路 Wiegand（韋根）協(xié)議是由摩托羅拉公司制定的一種通訊協(xié)議，它適用于涉及門禁控制系統(tǒng)的讀卡器和卡 片的許多特性； 其協(xié)議并沒有定義通訊的波特率、也沒有定義數據長度，主要定義了 數據傳輸方式 。 JTAG 編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產流程中先對芯片進行預編程，再燒寫到板上，現在簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用 JTAG 編程，從而大大加快工程進度。根據相關數據手冊中的說明， TRST、 TDI、TMS、 TCK 引腳上需要接一個 10KΩ 的上拉電阻?；谏?述原因，在實際驅動電路中通常要用硬件電路方便地控制三極管的開關，所以需要添加兩個三極管 Q1 和 Q2。 電路原理圖如圖 附錄 1 所示， 4 個 LED 指示燈接在 PE 口的 0 到 3 管腳上， 米字型 LED 接到 PA 口的 8 到 12 管腳、 PC 口的 6 到 9 管腳和 PD 口的 9 到 15 管腳 。 門禁讀卡器功能測試儀設計 12 4 軟件設計 軟件的設計是設計控制系統(tǒng)的應用程序。 STM32 的 IO 口可以由軟件配置成 8 種模式：模擬輸入、輸入浮空、輸入下拉、輸入上拉、開漏輸出、推挽輸出、復用功能開漏輸出和復用功能推挽輸出。如圖 44 所示： 圖 44 開始鍵設為中 斷模式 返回 4 個 LED 和米字型 LED 對應的引腳輸出低電平 延遲 1 秒 4 個 LED 和米字型 LED 對應的引腳輸出高電平 返回 設置中斷通道、優(yōu)先級 配置中斷源、外中斷線、中斷觸發(fā)方式 打開端口時鐘，引腳設為輸入浮空 啟動中斷 開始 開始 門禁讀卡器功能測試儀設計 16 進入停止模式 停止模式是在 CortexM3 的深睡眠模式基礎上結合了 外設的時鐘控制機制 。 韋根的接收對時間的實時性要求比較高，如果用查詢的方法接收會出現丟幀的現象：假設查詢到 DATA0返回 延遲 4 秒 管腳 A和管腳 B 都設為低電平，電機停止 管腳 A設為高電平，管腳 B 設為低電平，電機正轉 延遲 4 秒 管腳 A和管腳 B 都設為低電平，電機停止 管腳 A設為低電平，管腳 B 設為高電平，電機反轉 延遲 1 秒 開始 門禁讀卡器功能測試儀設計 18 為 0 時主程序正在指向其他任務，等主程序執(zhí)行完該任務時 DATA0 已經變?yōu)?1 了，那么這樣就導致了一個 0 位 丟了，這樣 讀出的卡號肯定奇偶校驗通不過，所以表現出 CPU 接收不到 ID 模塊發(fā)送的卡號了， 唯一的辦法是在外部中斷里接收每個 位 。但編制好的程序或焊接好的線路不能按預計的那樣正常工作是常見的事，經常會出 現一些硬件、軟件上的錯誤，這是軟件和硬件開發(fā)者經常遇見的，這就需要通過調試來發(fā)現錯誤并加以改正。在這階段若發(fā)生故障，可以考慮各子程序在運行時是否破壞現場，數據緩沖單元是否發(fā)生沖突，標志位的建立和清除在設計上是否失誤，堆棧是否溢出，輸入輸出狀態(tài)是否正常等。 通電檢查：在確保電源良好前提下，接通電源。 本設計特點突出，性價比高，適合 于工廠檢測 ，有很高應用價值。STM32F107VCT6 這個芯片是我第一次使 用 ， 剛開始完全不知道怎么辦，還好官方提供了不少例程 ， 學 習 了一段時間 了解了大概。 //從停止模式喚醒后，配置系統(tǒng)時鐘 void LED_config(void)。 //初始化按鍵 void OP1_config(void)。 nCount)。 //控制電機 void WG_test(void)。 //初始化 FCT 上電機引腳 void SW_config(void)。 //HSE 啟動狀態(tài) u8 high=0,low=0。 軟件設計是核心部分，具有多樣化、 靈活性高 、 易移植等優(yōu)點，要深深理會各指令的含義才能更加熟練應用 。通電檢查的主要目的是看系統(tǒng)是否存在短路或由元器件損壞、裝配錯誤引起的電流異常。調試工作可以分為四步： 線路檢查：根據硬件邏輯設計圖，仔細檢查樣機線路是否連接正確，并核對元器門禁讀卡器功能測試儀設計 21 件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時可用萬用表檢測線路通斷情況。調試過程中單片機相應輸入端由通用鍵盤和鼠標設定，運行狀態(tài)、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以在指定的窗口區(qū)域顯示出來，以確定程序運行有無錯誤。 主設備通過控制邏輯電路模擬按鍵， 讀卡器上一共有 12 個按鍵 。 如圖 46 所示： 圖 46 配置系統(tǒng)時鐘 返回 執(zhí)行 WFI(等待中斷 )指令 設置 PWR_CR 寄存器 的 LPDS 位 設置系統(tǒng)控制寄存器的 SLEEPDEEP 位 清除 PWR_CR 寄存器的 PDDS 位 返回 激活 PLL 選擇 PLL 作為系統(tǒng)時鐘源 激活 HSE(高速外部時鐘 ) 開始 開始 門禁讀卡器功能測試儀設計 17 電機控制 電機控制部分對應兩個管腳 A 和 B， 管腳 A 為高電平管腳 B 為低電平時，電機正轉 ； 管腳 A 為低電平管腳 B 為高電平時，電機反轉 ；管腳 A 和管腳 B 的電平相同時，電機停止轉動。 如圖 42 所示： 圖 42 系統(tǒng)初始化 流程圖 初始化 4 個 LED 和米字型 LED 初始化防拆保護引腳 初始化韋根通信接口 初始化按鍵測試的引腳 初始化綠色 LED、 紅色 LED 和蜂鳴器 初始化型號選擇開關 初始化電機控制 返回 開始 門禁讀卡器功能測試儀設計 15 系統(tǒng)自檢 低電平點亮 LED，高電平熄滅 LED。當需 要工作時，按下開始鍵 產生中斷 喚醒系統(tǒng)， 系統(tǒng) 進入正常工作模式， 調用 LED 和蜂鳴器測試子程序測試 SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器 上的 綠色 LED、紅色 LED 和蜂鳴器 能否正常工作 ，然后調用電機控制子程序 檢測 讀卡器上的防拆保護功能能否工作 。 讀卡器具有防拆保護，主電路通過控制直流電機使一個 面板遮擋讀卡器上的防拆孔，工作狀態(tài)指示燈 3 亮說明被拆開了，移開面板，工作狀態(tài)指示燈3 滅，則無報警信號。 電機啟動時電路中的電流會突然增大，會對其它 模塊產生干擾，所以在電源端增加兩個電容 C20 和 C21，使電流緩慢增加，減小對其它模塊的干擾。要使電機運轉，必須導通對角線上的一對三門禁讀卡器功能測試儀設計 10 極管。在 TDI（測試數據輸入）引線上輸入到芯片中的數據存儲在指令寄存器中或一個數據寄存器中。如圖 35 所示： 圖 35 韋根通信電路 JTAG 下載電路 JTAG（ Joint Test Action Group 聯(lián)合測試行動小組 ） 是一種國際標準測試協(xié)議（ IEEE 兼容），主要用于芯片內部測試。 需要 工作時，按下開始按鍵產生中斷 ，喚醒系統(tǒng)，系統(tǒng)進入正常工作模式 ，開始 正常工作 。 主電路采用 STM32F107VCT6 作為主芯片，包括復位電路、開始按鍵電路、電源模塊、 JTAG 下 載電路、 LED 工作指示燈電路、米字型 LED 顯示電路、韋根通信電路、電機控制電路和按鍵測試電路。 下載方式的選擇方案和論證 方案一： 通過串口下載程序， 首先要將 STM32F107VCT6 的啟動模式 [8] 設置為SystemBoot，而默認的啟動模式是 UserBoot， 在 SystemBoot 模式下， STM32 在復位后不會執(zhí)行用戶代碼，而是等待 串口更新程序。 方案二 : 采用 STM32F107VCT6，片內 具有 64KB 的 RAM 和 256KB 的 ROM，存儲空間大不需要外擴存儲芯片 ； 工作溫度范圍 :40176。 門禁讀卡器的讀卡技術多種多樣， 種類又很多。 讀卡器要具有 安全性 、 穩(wěn)定性 、 外型美觀及環(huán)境和諧 、 人機界面友好 、 安裝調試的經濟與便捷 、 節(jié)能環(huán)保設計 的特點。出入口處安裝刷卡門禁系統(tǒng) [1]，一人一卡，所有租住人員都必須憑卡出入，即使租戶鑰匙扣卡不慎丟失，只要將他的卡號通過遙控 器直接刪除，該卡立即在本鎖使用無效，業(yè)主不用換鎖，即經濟又安全。在設計的同時對 STM32 單片機 的理論基礎和外圍擴展知識進行了比較全面準備。所有程序編寫完成后，在 keil 軟件中進行調試 , 確定沒有問題后， 焊接硬件測試 SXG 系列 門禁 讀卡器。門禁系統(tǒng)早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。C 到 +80176。 節(jié)能環(huán)保也 將是今后讀卡器 功能測試儀 發(fā)展的重要趨勢 ， 不工作時處于休眠狀態(tài)，降低功耗 。 方案二： 采用點陣式數碼管顯示，點陣式數碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合 ,如采用在顯示數字顯得太浪費 ,且價格也相對較高 ,所以也不用此種作為顯示 。通過 JLINK 仿真器，可以方便地 下載和在線調試代碼。 如圖 32 所示： 門禁讀卡器功能測試儀設計 7 圖 32 晶振電路 復位電路 在系統(tǒng)運行的過程中，有時可能對系統(tǒng)需要進行復位，為 了避免對硬件系統(tǒng)經常加電和斷電造成的損害，設計了手動的復位電路， 如圖 33 所示。 現在應用最多的是 26bit 和 34bit。 JTAG 接口可對 PSD 芯片內部的所有部件進行編程 。 JLINK 仿真器通過 JTAG 接口下載程序，不需要改變啟動方式 ，可以直接下載，還可以在線調試，簡單方便。 當 A 為高電平 B 為低電平時， Q1 導通 Q2 截止，所以 Q3 截止 Q4 導通、 Q5 導通 Q6 截止 ，所以電流 方向是從電源正極經 三極管 Q5 到電機，再經三極管 Q4 到地。 因為要檢測 SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器上的紅色 LED、綠色 LED 和蜂鳴器是否正常