【正文】 性分析 ............................................................................................ 9 系統(tǒng)架構(gòu) ...................................................................................................... 10 硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 11 通訊及電源模塊設(shè)計(jì) ........................................................................... 11 天線模塊設(shè)計(jì) .............................................................................................. 12 微控制器設(shè)計(jì) .............................................................................................. 14 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 14 主程序設(shè)計(jì) .................................................................................................. 14 II 顯示屏程序設(shè)計(jì) .......................................................................................... 18 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議程序設(shè)計(jì) ...................................................................... 21 4 系統(tǒng)測(cè)試 .......................................................................................................................... 23 5 結(jié)論 .................................................................................................................................. 26 致 謝 ................................................................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 29 附 錄 ................................................................................................................................... 30 鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 背景 在當(dāng)今的社會(huì)里，石油作為我們國(guó)家發(fā)展不可缺少的能源，對(duì)世界上的每個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)，具有操作方便，抗干擾強(qiáng)，可靠性高，安全性高等優(yōu)點(diǎn) 。門(mén)禁系統(tǒng)，食品溯源，博物館應(yīng)用，上海世博會(huì)門(mén)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(jì)（論文） 2 可分的關(guān)系。設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出的檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)加快我們的經(jīng)濟(jì)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(jì)出的系統(tǒng)不僅可以識(shí)別卡的型號(hào)，也就是鉆具的名稱，還能識(shí)別鉆具卡的 ID，相當(dāng)于鉆具的編號(hào)。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2 相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介 技術(shù) RFID 技術(shù)是射頻識(shí)別技術(shù)（ Radio Frequency IDentification）的簡(jiǎn)稱，又稱電子標(biāo)簽，是一種通信技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的讀寫(xiě)器。電子標(biāo)簽還具有防沖突性，因?yàn)橐粋€(gè) RFID 讀寫(xiě)器經(jīng)常在同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)電子標(biāo)簽，不會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)標(biāo)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(jì)提供更多的靈活空間。不同的寄存器的位和標(biāo)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(hào) 總線控制信號(hào) 總線 獨(dú)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(dú)立的讀和寫(xiě)選通信號(hào) 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(xiě)選通信號(hào) 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(xiě)選通信號(hào) 控制 — nWrite,nDStrb,nAStrb,nWait 地址 AD0… AD5 數(shù)據(jù) AD0… AD7 RC500 特性 本次設(shè)計(jì)之所以選擇該芯片作為讀寫(xiě)芯片，正是因?yàn)樵撔酒鄬?duì)于其他的芯片來(lái)說(shuō)，其獨(dú)有的特性更加適合本次設(shè)計(jì)。除此之外， Keil 編程軟件是一個(gè) 51 系列兼容單片機(jī)C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，該軟件中包括了 C 編譯器，宏匯編，連接器，庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)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(jìn)行西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jìn)行通信和供電。 （ 4） 經(jīng)過(guò)解調(diào)和解碼后，將有效信息發(fā)送給移動(dòng)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(jī)直接升級(jí)到 USB 總線。 天線模塊設(shè)計(jì) 為了能夠使讀寫(xiě)器可以向外發(fā)射無(wú)線電載波信號(hào)和接收電子標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)，所以必須在讀寫(xiě)器內(nèi)部設(shè)置天線模塊。經(jīng)過(guò)事實(shí)證明：對(duì)于圓形線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，當(dāng)較大的天線在較遠(yuǎn)的距離處可以呈現(xiàn)出較高的磁場(chǎng)強(qiáng)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(jì)就是采用矩形的天線線圈。 （ 4） 此外兩個(gè)芯片的 ALE,RST,IRQ 也是連接的，分別有地址鎖存控制信號(hào)，復(fù)位，中斷請(qǐng)求等功能，在整個(gè)微控制器中有非常重要的作用。在主程序設(shè)計(jì)中還包括了與上位機(jī)中的程序的功能的相對(duì)應(yīng)，由于鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 整個(gè)設(shè)計(jì)采用的上位機(jī)是已經(jīng)設(shè)計(jì)好的軟件，所以在主程序設(shè)計(jì)中就必須編寫(xiě)與上位機(jī)功能相對(duì)應(yīng)的功能函數(shù)。該函數(shù)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能： 功能一：設(shè)置整個(gè)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(lái)表示。 底層文件 ISO14443A 協(xié)議中的尋卡函數(shù)主要有兩個(gè)參數(shù)變量，第一個(gè)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(jìn)入休眠狀態(tài)的卡。 Case 命令碼 4：功能 4 函數(shù)； break。調(diào)用寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù) void WriteData(unsigned char b)，一次只能寫(xiě)一個(gè)字節(jié)的數(shù)字，所以用一個(gè) for 循環(huán)， 0 到 15 來(lái)表示。 //0=寫(xiě)指令， 1=寫(xiě)數(shù)據(jù)； RW=0。 //寫(xiě)數(shù)據(jù) RW=0。 for (i=1。而且改程序 中的軟件設(shè)計(jì)主要是針對(duì)測(cè)試軟件進(jìn)行編寫(xiě)的，里面的程序大部分都是為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試軟件的基本功能的。 WriteRawRC(RegChannelRedundancy,0x03)。 status = PcdComTransceive(pi)。如果還經(jīng)常存在錯(cuò)誤，達(dá)不到預(yù)想要的效果，就必須對(duì)程序進(jìn)行修改，利用 Keil 編程軟件生成 HEX 文件，然后通過(guò) STC_ISP_V488 軟件將 HEX 文件燒寫(xiě)到硬件設(shè)備中，再重新進(jìn)行調(diào)試。本次課題設(shè)計(jì)的讀寫(xiě)器主要是用 RC 500 芯片制成的，采用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是 ISO14443A 協(xié)議，測(cè)試卡使用的是 Mifare_One(S50)卡類(lèi)型。一般的上位機(jī)設(shè)計(jì)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，與讀寫(xiě)器的通信，以及上位機(jī)的界面的操作。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 致 謝 本課題從最開(kāi)始的題目的選擇，題目的確定，到該課題涉及到的知識(shí)，整體的思路，以及電路的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，軟件調(diào)試，到最后的論文的撰寫(xiě)和對(duì)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(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) [1]周立功， SOPC 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ) 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鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 圖 刷卡運(yùn)行圖 附錄 C：部分源代碼： （ 1）顯示屏代碼： include include include include unsigned char code table_1[]={西南石油大學(xué)計(jì)科 }。//11 unsigned char code table_b[]={鉆具卡 ID:}。 //接收到上位機(jī)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(jī)發(fā)送的天線命令 void ComSelect() //響應(yīng)上位機(jī)發(fā)送的 A 卡鎖定命令 void ComHlta() //響應(yīng)上位機(jī)發(fā)送的 A 卡休眠命令 void ComAuthentication() //響應(yīng)上位機(jī)發(fā)送的 A 卡驗(yàn)證密鑰命令 void ComM1Read() //響應(yīng)上位機(jī)讀 M1 卡命令 void ComM1Write()