【正文】 如果不進行位選擇操作，讀卡器對卡片的其他操作將不會進行； (2) 防重疊操作：有多張卡處在天線的工作范圍之內(nèi)時， RC500 將取得每一張卡片的系列號，由于每一張 MIFARE 卡片都具有其唯一的序列號，決不會相同，因此 MFRC500 根據(jù)卡片的序列號來保證一次只對一張卡操作。這些存取條件是根據(jù)密碼而定。如果其他操作完成之后，程序員又將 MFRC500 進入 Request std 指令操作，則 Request std 指令將連續(xù)性地再次進行讀卡操作，而不管這張卡片是否被拿走。不同的指令將設(shè)置不同的 MFRC500 內(nèi)部寄存器以及應(yīng)有不同的編程語言程序序列。這一系列的操作必須按固定的順序進行。匯編語言的優(yōu)點是代碼生成效率高，程序運行速度快，其缺點是程序的讀性和可移植性都較差，而且用匯編語言編寫單片機應(yīng)用 系統(tǒng)程序的周期長，調(diào)試和排錯比較困難。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外 部程序存儲器， EA端必須保持低電平（接地）。 P1口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。 表 MAX232 引腳說明 在硬件電路連接上采 用三線制（ RXD、 TXD、 GND）軟握手的零 MODEM 方式，即將PC 機和單片機的發(fā)送數(shù)據(jù)線（ TXD）與接收數(shù)據(jù)（ RXD）交叉連接，二者的地線（ GND）直接相連，而其它信號線、如握手信號均不用，而采用軟件握手，這樣既可以實現(xiàn)預(yù)定的任 14 務(wù)又可以簡化電路設(shè)計、節(jié)約成本。對于MFRC500，若要使用獨立的地址和數(shù)據(jù)總線與微控制器相連，必須將 ALE 腳連接到 DVDD，若使用復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)總線與控制器接口，必須將 ALE 腳連到微控制器的 ALE 信號。 C2 電容的大小嚴格影響讀卡器的性能，這就需要在確定了卡的類型之后在實際的使用環(huán)境中進行試驗，確定不同的 C2 值，使讀卡器具有最好的性能表現(xiàn)。天線的直徑必須介于 之間。根據(jù)寄存器的設(shè)定對發(fā)送數(shù)據(jù)進行調(diào)制得到發(fā)送的信號。它包含了一個雙向 FIFO 緩沖區(qū)和一個可配置的中斷輸出，這樣就為連接各種 MCU 提供了很大的靈活性，即使使用非常低成本的器件也能滿足高速非接觸式通信的要求。這是一個輸入管腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘； SDA，串行數(shù)據(jù) /地址。 2 腳和 3 腳為 晶振引腳； 5 腳 RST 為復(fù)位端，若其被置為低電平，則中止所有數(shù)據(jù)傳送， I/O 腳變?yōu)楦咦钁B(tài)，系統(tǒng)復(fù)位； 6 腳 I/O 為數(shù)據(jù)輸人 /輸出端； 7 腳 SCLK 為串行時鐘輸入端，所有地址 /命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)都是在時鐘的同步控制下從 I/O 腳串行輸入輸出的。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 4 J u n 2 0 08 S he e t o f F i l e : F : \張月峰 \張月峰畢業(yè)設(shè)計 \模塊論述 \ 6 66 6 6 \單元電路 \ B A C K U P ~ 1 . D D BD r a w n B y:1234B R I D G E 1V i nGNDV o ut12 3L M 7 90 5T0220V～V i n1GND2V o ut3L M 7 80 5Port1C11 00 0 μ FPort2C52 20 μ FC62 20 μ FC21 00 0 μ F 圖 177。當 IC 卡在天線區(qū)域經(jīng)過時，單片機自動需求對 IC 卡進行讀寫，再把讀 /寫卡的時間一起存到存儲器中，計算機可以通過串口把相關(guān)讀 /寫卡信息讀到計算機上，再進行統(tǒng)計、報表和打印輸出等。由于該系統(tǒng)要求具有對卡片進行讀 /寫操作，系統(tǒng)時鐘的設(shè)置等，用到的按鍵較多，故 采用矩陣式按鍵 。 (3)顯示模塊 使用液晶顯示屏顯示各種信息。 總體方案論證 各模塊選擇與論證 (1)控制器 采用 ATMEL 公司的 AT89S52 作為系統(tǒng)的控制器。 Mifare1 IC 智能卡內(nèi)建有高速的 MCU，卡片上除了 IC微晶片及一副高效率天線外，無任何其他元件；卡片上無源，工作時的電源能量由讀寫器天線發(fā)送無線電載波信號耦合到卡片上天線而產(chǎn)生電能；它與讀寫器通信使用握手式半雙工通信協(xié)議。 非接觸式智能卡又稱射頻卡， 是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)。根據(jù)課題設(shè)計要求，本課題將開發(fā)一種基于飛利浦公司 MFRC500 讀卡芯片的非接觸式 IC 卡讀卡器，其具有以下特點：能識別 TYPEA 型卡片，讀取卡號，并有防沖突功能；能對 TYPEA 的卡片進行高層操作；可以使用 RS232 通信接口輸出來與上位機之間通信；可根據(jù)實際需求將其作為門禁系統(tǒng)中的讀卡器，或者一卡通系統(tǒng)中的讀卡器。隨著政府管理和支持力度的加大、技術(shù)研發(fā)水平的提升， IC 卡市場競爭格局將發(fā)生深刻的變化。九十年代初期，智能卡開始應(yīng)用于 GSM 數(shù)字移動通訊、有線電視的收費等領(lǐng)域。 目前非接觸式 IC 卡有很多不同的標準，如 IS014443A 和 IS014443B 等，符合不同標準的卡片在不同的領(lǐng)域內(nèi)相互滲透和競爭。 1969 年 12 月，日本的有村國孝提出一種制造安全可靠的信用卡方法，并于 1970 年獲得專利，那時叫 ID 卡 (Identification Card)。 畢業(yè)設(shè)計說明書 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 設(shè)計題目： 非接觸式 IC 卡讀卡器設(shè)計 指導(dǎo)教師： 教研室主任： 系（教學(xué)）主任： 完成時間： 1 摘 要 本文介紹了以 AT89S52 單片機作為微控制器，以射頻技術(shù)為核心，基于PHILIPS 公司 MFRC500 模塊的非接觸式 IC 卡讀寫器，闡述了該系統(tǒng)的組成、工作原理以及相應(yīng)的軟硬件設(shè)計。 1974 年，法國的羅蘭卡片類型的多樣性決定了讀卡器的多樣性，而市場的多樣性則決定了即使是同類型的應(yīng)用，也可能使用不同類型的卡片，若讀卡器只能讀取某一種類型的卡片，那么在處理這個應(yīng)用時，必將需要多臺讀卡器，造成資源的重復(fù)浪費，這樣的讀卡器必將不能適應(yīng)市場的需求，這就對讀卡器的讀卡能力提出了更高的要求。在美國，智能卡發(fā)展相對遲緩，但隨著智能卡在歐洲的成功使用，其在美國產(chǎn)生巨大影響，盡管如此，美國在智能卡技術(shù)等領(lǐng)域仍處于世界領(lǐng)先地位。隨著政府智能卡項目的啟動，國內(nèi)企業(yè)技術(shù)實力和工藝流程的優(yōu)化，使得國外品牌市場份額受到很大程度的限制，而國內(nèi)品牌將會有快速的發(fā)展。本設(shè)計完成后所要達到的主要指標有： (1) 顯示系統(tǒng)：液晶屏顯示，能顯示系統(tǒng)時鐘和卡片信息等； (2) 按鍵操作：能實現(xiàn)對系統(tǒng)的設(shè)置和卡上數(shù)據(jù)的操作； (3) 機器讀卡速度： 秒可完成一次打卡過程，讀卡距離為 5 至 10 厘米； (4) 保密性和防偽性：能辨認卡的密碼，非授權(quán)范圍內(nèi)的卡作報警處理； (5) 存儲容量：每臺讀寫器最多可存儲 2020 條記錄。它是根據(jù)射頻電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的，它的操作只需將卡放在讀寫器一定距離內(nèi)就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 讀卡器基本原理 非 接觸式 IC 卡讀寫器以射頻識別技術(shù)為核心，讀寫器內(nèi)主要使用專用的讀寫處理 芯片，它是讀 /寫操作的核心器件，其功能包括調(diào)制、解調(diào)、產(chǎn)生射頻信號、安全管理和防碰撞機制。 AT89S52 單片機算術(shù)運算功能強、軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等特點，使其在各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。液晶顯示屏具有輕薄短小、低耗電量、平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，并且符合本系統(tǒng)顯示信息量多的需求，利用 LCD 自帶的字符庫，進行編程就可以實現(xiàn)所需信息的顯示，其不必利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，既節(jié)省了資源，又省去了該部分的大量編程任務(wù)。 (5)系統(tǒng)時鐘和存儲芯片的選擇 刷卡時要記錄刷卡的時間，用外接硬件時鐘芯片的辦法，為系統(tǒng)提供一個準確可靠的 時鐘，用 3V 備用電池保證在系統(tǒng)掉電時也能正常走時。系統(tǒng)框圖如圖 所示。 5V 直流穩(wěn)壓電源 顯示模塊 本系統(tǒng)的人機接口部分采用 LCD 顯示、 3 2 矩陣式鍵盤，用來實現(xiàn)對 IC 卡的操作和系統(tǒng)設(shè)置等功能。 DS1302 通過 SCLK、 I/O、RST 三根線與外部進行同步串行通信。這是一個雙向傳輸端，用于傳送地址和所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或 接收； A0、 A A2，器件地址輸入端，這些輸入端用于多個器件并聯(lián)時設(shè)置器件地址。數(shù)據(jù)處理部分執(zhí)行數(shù)據(jù)的并行 串行轉(zhuǎn)換 [。智能卡采用 RF 場的負載調(diào)制進行響應(yīng)。表 給出了卡和天線的耦合系數(shù)為 時的天線大小和讀寫距離關(guān)系表。 RC500 有一個內(nèi)部信號驅(qū)動管腳 AUX，當讀卡器 發(fā)出某一指令時，可以使用示波器觀察該引腳的輸出信號，不斷改變卡與讀卡器之間的距離和 C2 值，示波器輸出不同的波形，根據(jù)不同的波形即可確定讀卡器最好性能的 C2 值。在本設(shè)計中，該讀寫器采用地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用方式與微控制器相連。 MAX232 與 AT89S52 的電路連接如圖 所示。 下面我們對本次設(shè)計選用的單片機進行了解 AT89S52 這一產(chǎn)品 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器、 1000次擦寫周期、 32 個可編程 I/O 口線、三個 16 位定時器 /計數(shù)器八個中斷源、全雙工串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗 定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。需注意的是：如果加密位被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 C 語言是一種通用的計算機程序設(shè)計語言，在國際上十分流行，它既可用來編寫計算機的系統(tǒng)程序，也可用來編寫一般的應(yīng)用程序。在沒 MF1 卡進入射頻天線有效范圍內(nèi)時，在 LCD 液晶上顯示當前時鐘，當有 MF1 卡進入到射頻天線的有效范圍內(nèi)時，讀卡程序驗證卡及密碼成功后，將卡號和讀卡時間作為一條記錄存入 E2PROM 存儲器中，并在 LCD 顯示器上顯示 該卡的卡號等信息。 MFRC500 具體指令說明及程序設(shè)計如下： (1)“ Answer to Request” (應(yīng)答或復(fù) 位應(yīng)答 ) 表 復(fù)位應(yīng)答指令 Request 指令將通知 MFRC500 在天線有效的工作范圍內(nèi)尋找 WARE 卡片。只要有一張卡片進入 MFRC500 之天線的有效的工作范圍內(nèi)， Request std 指令將始終連續(xù)性地再次進行讀卡操作。用戶必須在 KEYSTACON 寄存器中指定一套密碼，即設(shè)置 KSO， KS1。該操作 MFRC500 得到 MIFARE 卡片的返回值和卡片的系列號； (3) 選擇卡片操作：選擇被選中卡的系列號，并同時返回卡的容量代碼； (4) 認證操作：經(jīng)過上述 3 個步驟 , 在確認已經(jīng)選擇了一張卡片時， MFRC500 在對卡進行讀寫操作之前，必須對卡片上已經(jīng)設(shè)置的密碼進行認證，如果匹配，才允許進一步的讀寫操作； (5) 讀寫操作：在經(jīng)過上述幾個步驟之后就可以具體地對卡片進行相應(yīng)的讀、寫、增值、減值、存儲和傳送等操作。鍵盤掃描子程序中完成如下幾個功能： (1) 斷鍵盤上有無鍵按下。在軟件編 寫時遵循 I2C 總線規(guī)則：初始狀態(tài)時， SCL、 SDA 兩線都為高，當 SCL 為高電平時，如果 SDA 線跌落，認為是“起始位”；當 SCL 為高電平時，如果 SDA線上升，認為是“停止位”；除此之外，在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中當 SCL 為高電平時， SDA 應(yīng)保持穩(wěn)定。0x80){SDA_DIR=1。 24 SCL_DIR=1。 主要測試的內(nèi)容有： (1) 讀卡器的基本功能如：系統(tǒng)時鐘顯示、 E2PROM 的讀寫、非法卡報警等； (2) 系統(tǒng)軟件的功能模塊測試； (3) RC500 讀 /寫卡功能模塊測試。這個問題產(chǎn)生的原因有很多，可能是 RC500 軟件設(shè)計上的問題，也可能是天線設(shè)計的問題，最后在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過自己的努力找到了問題的所在，原來是天線匹配電路不合適，通過對匹配電路上電阻、電容的適當調(diào)整，使問題得到了解決。