【正文】 性分析 ............................................................................................ 9 系統(tǒng)架構(gòu) ...................................................................................................... 10 硬件設(shè)計 ................................................................................................................ 11 通訊及電源模塊設(shè)計 ........................................................................... 11 天線模塊設(shè)計 .............................................................................................. 12 微控制器設(shè)計 .............................................................................................. 14 軟件設(shè)計 ................................................................................................................ 14 主程序設(shè)計 .................................................................................................. 14 II 顯示屏程序設(shè)計 .......................................................................................... 18 標準協(xié)議程序設(shè)計 ...................................................................... 21 4 系統(tǒng)測試 .......................................................................................................................... 23 5 結(jié)論 .................................................................................................................................. 26 致 謝 ................................................................................................................................... 28 參考文獻 ............................................................................................................................. 29 附 錄 ................................................................................................................................... 30 鉆具出入庫自動檢測系統(tǒng)設(shè)計 1 1 緒論 背景 在當今的社會里，石油作為我們國家發(fā)展不可缺少的能源，對世界上的每個國家來說都有著舉足輕重的地位。而新的鉆具管理模式就是采用非接觸式的 IC 卡系統(tǒng)，相比早期的 IC 卡系統(tǒng)來說，具有操作方便，抗干擾強，可靠性高，安全性高等優(yōu)點 。門禁系統(tǒng)，食品溯源，博物館應(yīng)用，上海世博會門票等一系列產(chǎn)物都與該技術(shù)有著密不西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 可分的關(guān)系。設(shè)計和開發(fā)出的檢測系統(tǒng)，對加快我們的經(jīng)濟建設(shè)和 RFID 技術(shù)的推廣應(yīng)用都有非常重大的意義。設(shè)計出的系統(tǒng)不僅可以識別卡的型號，也就是鉆具的名稱，還能識別鉆具卡的 ID，相當于鉆具的編號。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2 相關(guān)知識簡介 技術(shù) RFID 技術(shù)是射頻識別技術(shù)（ Radio Frequency IDentification）的簡稱，又稱電子標簽，是一種通信技術(shù)，可以通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，是一種非接觸式通信的典型例子。本課題研究的是利用飛利浦公司的 MF RC500 芯片制作的可以支持 ISO14443A 標準協(xié)議的讀寫器。電子標簽還具有防沖突性，因為一個 RFID 讀寫器經(jīng)常在同時訪問多個電子標簽，不會因為多個標簽 而數(shù)據(jù)發(fā)生沖突而改變。方便的并行接口可以直接與任何 8 位微控制器相連接，這樣可以給讀卡器和終端的設(shè)計提供更多的靈活空間。不同的寄存器的位和標志的狀態(tài)是不一樣的，這主要取決于它們的功能。 表 芯片支持的并口信號 總線控制信號 總線 獨立的地址和數(shù)據(jù)總線 復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)總線 獨立的讀和寫選通信號 控制 NRD,NWR,NCS NRD,NWR,NCS,ALE 地址 A0， A1， A2 AD0… AD5 數(shù)據(jù) D0… D7 AD0… AD7 共用的讀和寫選通信號 控制 R/NW,NDS,NCS R/NW,NDS,NCS,AS 地址 A0， A1， A2 AD0… AD5 數(shù)據(jù) D0… D7 AD0… AD7 帶握手的共用讀和寫選通信號 控制 — nWrite,nDStrb,nAStrb,nWait 地址 AD0… AD5 數(shù)據(jù) AD0… AD7 RC500 特性 本次設(shè)計之所以選擇該芯片作為讀寫芯片，正是因為該芯片相對于其他的芯片來說，其獨有的特性更加適合本次設(shè)計。除此之外， Keil 編程軟件是一個 51 系列兼容單片機C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，該軟件中包括了 C 編譯器，宏匯編，連接器，庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器。 （ 3） 通信接口以及供電選擇： 射頻讀卡系統(tǒng)與應(yīng)用軟件系統(tǒng)的通信一般有兩種情況：一種是直接采用串口進行西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 通信，另一種是用 USB 接口與 CH341 芯片連接組成串口的功能進行通信和供電。 （ 4） 經(jīng)過解調(diào)和解碼后，將有效信息發(fā)送給移動數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。 在打印口方式下， CH341 主要用于將普通的并口打印機直接升級到 USB 總線。 天線模塊設(shè)計 為了能夠使讀寫器可以向外發(fā)射無線電載波信號和接收電子標簽發(fā)出的信號，所以必須在讀寫器內(nèi)部設(shè)置天線模塊。經(jīng)過事實證明：對于圓形線圈的磁場強度來說，當較大的天線在較遠的距離處可以呈現(xiàn)出較高的磁場強度。其中 R為 TX1 和 TX2之間天線線圈的電阻消耗 ， C 為線圈與 TX1 和 TX2 之間的電容消耗， L 為天線線圈電感。本次課題的設(shè)計就是采用矩形的天線線圈。 （ 4） 此外兩個芯片的 ALE,RST,IRQ 也是連接的，分別有地址鎖存控制信號，復(fù)位，中斷請求等功能，在整個微控制器中有非常重要的作用。在主程序設(shè)計中還包括了與上位機中的程序的功能的相對應(yīng)，由于鉆具出入庫自動檢測系統(tǒng)設(shè)計 15 整個設(shè)計采用的上位機是已經(jīng)設(shè)計好的軟件，所以在主程序設(shè)計中就必須編寫與上位機功能相對應(yīng)的功能函數(shù)。該函數(shù)主要用來實現(xiàn)兩個功能： 功能一：設(shè)置整個系統(tǒng)的寄存器狀態(tài)，主要包括了 TMOD,PCON,SCON 等寄存器狀態(tài)的設(shè)置。用 BELL = 0， redled = 0 來表示。 底層文件 ISO14443A 協(xié)議中的尋卡函數(shù)主要有兩個參數(shù)變量，第一個參數(shù)變量表示的是尋卡的方式，通常情況下有兩種情況，第一種是用 0x52 表示尋所有符合ISO14443A 協(xié)議的卡，第二種是用 0x26 表示尋未進入休眠狀態(tài)的卡。 Case 命令碼 4：功能 4 函數(shù)； break。調(diào)用寫數(shù)據(jù)函數(shù) void WriteData(unsigned char b)，一次只能寫一個字節(jié)的數(shù)字，所以用一個 for 循環(huán)， 0 到 15 來表示。 //0=寫指令， 1=寫數(shù)據(jù)； RW=0。 //寫數(shù)據(jù) RW=0。 for (i=1。而且改程序 中的軟件設(shè)計主要是針對測試軟件進行編寫的，里面的程序大部分都是為了實現(xiàn)測試軟件的基本功能的。 WriteRawRC(RegChannelRedundancy,0x03)。 status = PcdComTransceive(pi)。如果還經(jīng)常存在錯誤，達不到預(yù)想要的效果，就必須對程序進行修改，利用 Keil 編程軟件生成 HEX 文件，然后通過 STC_ISP_V488 軟件將 HEX 文件燒寫到硬件設(shè)備中，再重新進行調(diào)試。本次課題設(shè)計的讀寫器主要是用 RC 500 芯片制成的，采用的標準協(xié)議是 ISO14443A 協(xié)議，測試卡使用的是 Mifare_One(S50)卡類型。一般的上位機設(shè)計主要包括數(shù)據(jù)庫的操作，與讀寫器的通信，以及上位機的界面的操作。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 致 謝 本課題從最開始的題目的選擇，題目的確定，到該課題涉及到的知識，整體的思路，以及電路的設(shè)計指導(dǎo)，軟件調(diào)試，到最后的論文的撰寫和對初稿的修改等， XXX老師都給予了我悉心的指導(dǎo)。 鉆具出入庫自動檢測系統(tǒng)設(shè)計 29 參考文獻 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char code table_1[]={西南石油大學(xué)計科 }。//11 unsigned char code table_b[]={鉆具卡 ID:}。 //接收到上位機的字節(jié)數(shù) unsigned int data g_cCommand。 unsigned int MfLength。 }。 void Rc500Ready() //初始化 RC500 void ComPcdAntenna() //響應(yīng)上位機發(fā)送的天線命令 void ComSelect() //響應(yīng)上位機發(fā)送的 A 卡鎖定命令 void ComHlta() //響應(yīng)上位機發(fā)送的 A 卡休眠命令 void ComAuthentication() //響應(yīng)上位機發(fā)送的 A 卡驗證密鑰命令 void ComM1Read() //響應(yīng)上位機讀 M1 卡命令 void ComM1Write()