【正文】 里因設(shè)計分工和側(cè)重點(diǎn)不同 ， 電源模塊先采用通用的 電源將 220V 的交流電轉(zhuǎn) 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(shè)計的測試電路供電 。程序運(yùn)行時，需要將啟動模式設(shè)置為UserBoot 模式 ，復(fù)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(chǎn)品進(jìn)行制造的，種類單一， 兼容性不強(qiáng)，這樣 導(dǎo)致讀卡器生產(chǎn)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(diǎn)， 采用多 技術(shù)，支持 125KHz 低頻卡和 高頻卡；閱讀距離遠(yuǎn)： (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(fù)旦微電子 FM1208 CPU 卡安全文件；具有防拆保護(hù)， 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(duì)、學(xué)校、醫(yī)院等門禁應(yīng)用場合。 出入口門禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子 、 機(jī)械 、 光學(xué) 、 計算機(jī)技術(shù) 、 通訊技術(shù) 、 生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。 對SXG 系列 門禁 讀卡器的功能測試 在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計。本系統(tǒng)以 C 語言進(jìn)行軟件設(shè)計，為了便于擴(kuò)展和更改， 軟件的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計的邏輯關(guān)系更加簡潔明了，以便更簡單地實(shí)現(xiàn) 對 SXG 系列 門禁 讀卡器的功能測試。在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天門禁技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。 主要技術(shù)指標(biāo) （ 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(shù) 校驗(yàn)，能夠自動運(yùn)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(jī)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(qiáng)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(shè)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(jié)合。 外部 25MHz 的高速時鐘 首先經(jīng)過 時鐘配置寄存器 2 的 PREDIV2 分頻因子 進(jìn)行 5 分頻，然后經(jīng)過 PLL2倍頻因子 8 倍頻后，再經(jīng)過 PREDIV1 分頻因子 5 分頻后得到 8MHz 的時鐘 ， 然后經(jīng)過 時鐘配置寄存器的 PLL 倍頻系數(shù) 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(shù)據(jù)長度，主要定義了 數(shù)據(jù)傳輸方式 。 JTAG 編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對芯片進(jìn)行預(yù)編程，再燒寫到板上，現(xiàn)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(jìn)度。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)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(shí)際驅(qū)動電路中通常要用硬件電路方便地控制三極管的開關(guān)，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(shè)計 12 4 軟件設(shè)計 軟件的設(shè)計是設(shè)計控制系統(tǒng)的應(yīng)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(fù)用功能開漏輸出和復(fù)用功能推挽輸出。如圖 44 所示： 圖 44 開始鍵設(shè)為中 斷模式 返回 4 個 LED 和米字型 LED 對應(yīng)的引腳輸出低電平 延遲 1 秒 4 個 LED 和米字型 LED 對應(yīng)的引腳輸出高電平 返回 設(shè)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(shè)為輸入浮空 啟動中斷 開始 開始 門禁讀卡器功能測試儀設(shè)計 16 進(jìn)入停止模式 停止模式是在 CortexM3 的深睡眠模式基礎(chǔ)上結(jié)合了 外設(shè)的時鐘控制機(jī)制 。 韋根的接收對時間的實(shí)時性要求比較高，如果用查詢的方法接收會出現(xiàn)丟幀的現(xiàn)象：假設(shè)查詢到 DATA0返回 延遲 4 秒 管腳 A和管腳 B 都設(shè)為低電平，電機(jī)停止 管腳 A設(shè)為高電平，管腳 B 設(shè)為低電平，電機(jī)正轉(zhuǎn) 延遲 4 秒 管腳 A和管腳 B 都設(shè)為低電平，電機(jī)停止 管腳 A設(shè)為低電平，管腳 B 設(shè)為高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn) 延遲 1 秒 開始 門禁讀卡器功能測試儀設(shè)計 18 為 0 時主程序正在指向其他任務(wù)，等主程序執(zhí)行完該任務(wù)時 DATA0 已經(jīng)變?yōu)?1 了，那么這樣就導(dǎo)致了一個 0 位 丟了，這樣 讀出的卡號肯定奇偶校驗(yàn)通不過，所以表現(xiàn)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(yù)計的那樣正常工作是常見的事，經(jīng)常會出 現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯誤，這是軟件和硬件開發(fā)者經(jīng)常遇見的，這就需要通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)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(yùn)行時是否破壞現(xiàn)場，數(shù)據(jù)緩沖單元是否發(fā)生沖突，標(biāo)志位的建立和清除在設(shè)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(shè)計特點(diǎn)突出，性價比高，適合 于工廠檢測 ，有很高應(yīng)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(xué) 習(xí) 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(jī) void WG_test(void)。 //初始化 FCT 上電機(jī)引腳 void SW_config(void)。 //HSE 啟動狀態(tài) u8 high=0,low=0。 軟件設(shè)計是核心部分，具有多樣化、 靈活性高 、 易移植等優(yōu)點(diǎn)，要深深理會各指令的含義才能更加熟練應(yīng)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(diào)試工作可以分為四步： 線路檢查：根據(jù)硬件邏輯設(shè)計圖，仔細(xì)檢查樣機(jī)線路是否連接正確，并核對元器門禁讀卡器功能測試儀設(shè)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(diào)試過程中單片機(jī)相應(yīng)輸入端由通用鍵盤和鼠標(biāo)設(shè)定，運(yùn)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(yùn)行有無錯誤。 主設(shè)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(shè)置 PWR_CR 寄存器 的 LPDS 位 設(shè)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(shè)計 17 電機(jī)控制 電機(jī)控制部分對應(yīng)兩個管腳 A 和 B， 管腳 A 為高電平管腳 B 為低電平時，電機(jī)正轉(zhuǎn) ； 管腳 A 為低電平管腳 B 為高電平時，電機(jī)反轉(zhuǎn) ；管腳 A 和管腳 B 的電平相同時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)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(hù)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(guān) 初始化電機(jī)控制 返回 開始 門禁讀卡器功能測試儀設(shè)計 15 系統(tǒng)自檢 低電平點(diǎn)亮 LED，高電平熄滅 LED。當(dāng)需 要工作時，按下開始鍵 產(chǎn)生中斷 喚醒系統(tǒng)， 系統(tǒng) 進(jìn)入正常工作模式， 調(diào)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(diào)用電機(jī)控制子程序 檢測 讀卡器上的防拆保護(hù)功能能否工作 。 讀卡器具有防拆保護(hù)，主電路通過控制直流電機(jī)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(jī)啟動時電路中的電流會突然增大，會對其它 模塊產(chǎn)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三門禁讀卡器功能測試儀設(shè)計 10 極管。在 TDI（測試數(shù)據(jù)輸入）引線上輸入到芯片中的數(shù)據(jù)存儲在指令寄存器中或一個數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)測試協(xié)議（ IEEE 兼容），主要用于芯片內(nèi)部測試。 需要 工作時，按下開始按鍵產(chǎn)生中斷 ，喚醒系統(tǒng)，系統(tǒng)進(jìn)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(fù)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(jī)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(shè)置為SystemBoot，而默認(rèn)的啟動模式是 UserBoot， 在 SystemBoot 模式下， STM32 在復(fù)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(nèi) 具有 64KB 的 RAM 和 256KB 的 ROM，存儲空間大不需要外擴(kuò)存儲芯片 ； 工作溫度范圍 :40176。 門禁讀卡器的讀卡技術(shù)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(jī)界面友好 、 安裝調(diào)試的經(jīng)濟(jì)與便捷 、 節(jié)能環(huán)保設(shè)計 的特點(diǎn)。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(jīng)濟(jì)又安全。在設(shè)計的同時對 STM32 單片機(jī) 的理論基礎(chǔ)和外圍擴(kuò)展知識進(jìn)行了比較全面準(zhǔn)備。所有程序編寫完成后，在 keil 軟件中進(jìn)行調(diào)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(jīng)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(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)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(shù)字顯得太浪費(fèi) ,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(diào)試代碼。 如圖 32 所示： 門禁讀卡器功能測試儀設(shè)計 7 圖 32 晶振電路 復(fù)位電路 在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，有時可能對系統(tǒng)需要進(jìn)行復(fù)位，為 了避免對硬件系統(tǒng)經(jīng)常加電和斷電造成的損害，設(shè)計了手動的復(fù)位電路， 如圖 33 所示。 現(xiàn)在應(yīng)用最多的是 26bit 和 34bit。 JTAG 接口可對 PSD 芯片內(nèi)部的所有部件進(jìn)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(diào)試，簡單方便。 當(dāng) A 為高電平 B 為低電平時， Q1 導(dǎo)通 Q2 截止，所以 Q3 截止 Q4 導(dǎo)通、 Q5 導(dǎo)通 Q6 截止 ，所以電流 方向是從電源正極經(jīng) 三極管 Q5 到電機(jī)，再經(jīng)三極管 Q4 到地。 因?yàn)橐獧z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