【正文】 字符的段碼。本項(xiàng)目采用芯片的默認(rèn)密碼（ 12 個(gè) F），該密鑰逐一寫進(jìn)起始的地址為 1A0H（該地址可根據(jù)實(shí)際需要自行更改）的寄存器中。在制作項(xiàng)目的時(shí)候我就利用這個(gè)方法檢查處理了多處錯(cuò)誤。注：在本項(xiàng)目中，通過不斷查詢?cè)撐?，用于判斷是否通過驗(yàn)證。 顯示電路的軟件程序 顯示程序流程如下圖 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 開 始送 段 碼 首地 址顯 示 緩 沖區(qū) 取 數(shù)讀 段 碼送 顯 示 圖 41 顯示流程 單片共陽極 LED 數(shù)碼管顯示程序如下： MOV PO， OCOH ；顯示數(shù)碼 0 MOV DPTR， TAB ；段碼首地址 MOV A， 30H ；顯示緩沖區(qū)取數(shù) MOVC A， A+DPTR ；讀段碼 MOV PO， A ；送顯示 軟件程序流程圖 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 上 電 初 始 化卡 呼 叫讀 卡 序 列 號(hào)YN檢 測(cè)碰 撞YN存 卡 序 列 號(hào)卡 激 活三 重 驗(yàn) 證NY執(zhí) 行 各 種卡 操 作開 始 圖 42 軟件程序流程圖 讀卡程序 參見附錄 B（ 讀卡程序 程序） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 5． 系統(tǒng)仿真 仿真內(nèi)容簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)采用 protues 和 keil 軟件進(jìn)行仿真，由于 protues 元件庫的限制，射頻芯片 MFRC500 使用 SRAM 芯片 6255 取代，單片機(jī)使用 ATMEGA16，在進(jìn)行射頻系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上增加了顯示的仿真， 在 以 彌補(bǔ)缺少部分元件的缺憾。 （ 6）對(duì)卡的各種 操作 直接對(duì)卡進(jìn)行讀寫增減值操作，也就是通過在 FIFODATA 上寫入命令參數(shù)及數(shù)據(jù)，通過寫命令 IEH 到 COMMAND 寄存器實(shí)現(xiàn)。由于寄存器 ErrorFlag 的CollErr 位當(dāng)檢測(cè)到 1 個(gè)位沖突時(shí)，該位會(huì)自動(dòng)置位，所以在本項(xiàng)目中利用這一點(diǎn)，通過不斷地查詢判斷該 位，直到正確讀取 M1 卡的序列號(hào)為止 [5]。 （ 1）卡呼叫 當(dāng)一張 M1 卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時(shí)，程序員控制讀寫器向卡片發(fā)出卡呼叫命令。 在初始化完成后，應(yīng)將 80H 寫進(jìn)頁面寄存器中，用于初始化微處理器的接口電路。 每段 LED 的筆畫分別稱為 a、b、 c、 d、 e、 f、 g，另外有一段構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。 用帶寬 B 的定義： QFB R? （ 33） 以及時(shí)間與帶寬的乘積的規(guī)定： 1B ??T （ 34） （ 3） 可以算出要求的 Q 因子是 : R ????? usM H zTQ （ 35） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 （ 4） 由于元件的容差和對(duì)溫度的依靠 ,我們建議 Q 因子的值取 35。我們建議用阻抗分析儀測(cè)量 LANT 和 RANT。兩種設(shè)計(jì)方法的區(qū)別在天線和讀卡器 的連接方式上， 50Ω 匹配的天線用的是 50Ω 同 軸 電纜連接，直接匹配天線用短線或者直接連接。 由于 RC500 一共是分為 8 個(gè)頁面寄存器，如果在軟件編程的時(shí)候并沒有使用到某些頁面內(nèi)的寄存器，那就沒有必要對(duì)該頁面的 UsePageSelect 位置位；所以應(yīng)該根據(jù)自己在編程的過 程中使用到的寄存器進(jìn)行相應(yīng)的頁面設(shè)置 。 公共交通終端； 手持終端； 非接觸式 PC 終端； 計(jì)量； 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 3． 硬件電路設(shè)計(jì) MFRC500 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) MFRC500 系列模塊的核心部分包括一個(gè)控制用 MCU 和一個(gè) MIFARE 基站芯片。內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動(dòng)近操作距離的天線 （可達(dá) 100mm） 。 通過以上的分析，并沒有十全十美的東西，只有不斷的完善，而且關(guān)鍵在于如何去設(shè)計(jì)一個(gè)比較科學(xué)的系統(tǒng)，在性能和價(jià)格上取得一個(gè)比較高的性價(jià)比才是我們的目標(biāo)。 （ 3）超高頻段 在該頻段下工作是，感應(yīng)器位于閱讀器天線輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)內(nèi)，感應(yīng)器與閱讀器的耦合方式為電磁耦合。外圍的電路構(gòu)架不變，只需將相應(yīng)的元器件的值改變就可以了，如果采用適當(dāng)?shù)脑骷?，也可以解決 FM17XX 系列的盲區(qū)問題。 該頻段的特性為： 除了金屬材料以外，可以穿 透大多數(shù)的材料，但是讀取距離往往都會(huì)降低，且感應(yīng)器與金屬材料的物品要有一段距離； 該頻段在全球都得到認(rèn)可，并沒有甚么特殊的限制； 該系統(tǒng)具有防碰撞處理部分，可以讀取多個(gè)射頻卡； 傳輸速度較快，而且價(jià)格不是很高。而由于 EM4095 內(nèi)部有鎖相環(huán)，電源波動(dòng)影響較?。? EM4095產(chǎn)生休眠的控制方式簡(jiǎn)單 ,而 U2270B要進(jìn)入休眠狀態(tài)則要求關(guān)斷腳高于6V； EM4095 可以讀取大多數(shù)的低頻卡。 針對(duì)單一頻率的射頻技術(shù)不能滿足目前以及潛在的市場(chǎng)，射頻技術(shù)行業(yè)主要在三個(gè)頻段上做出了對(duì)應(yīng)的開發(fā)改進(jìn)，這個(gè)三個(gè)頻段分為：低頻（ 125～ 134KHz）、高 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 頻（ ）、超高頻（ 860～ 960MHz）。在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)щ姷碾娮?泵 ，將電容內(nèi)的電話送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存起來。 本文工作及論文結(jié)構(gòu) 本文的主要工作安排如下： 第一章介紹了射頻識(shí)別技術(shù)的歷史、進(jìn)程、在各行各業(yè)的應(yīng)用及對(duì)未來的展望； 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 同時(shí)介紹了射頻識(shí)別技術(shù)相對(duì)與傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)；提出了畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu) 第二章介紹了 RFID 系統(tǒng)的工作原理及方案的討論選擇； 第三章講述了 RFID 讀寫模塊的硬件設(shè)計(jì)方案，硬件系統(tǒng)組成以及具體的電路連接； 第四章講述了基于硬件基礎(chǔ)上的軟件設(shè)計(jì)； 第五章著重介紹利用 Protues 和 Keil 兩款軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)系 統(tǒng)的仿真。目前 Philips 公司的 Mifare 卡現(xiàn)在是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，應(yīng)用越來越廣。先不論該傳言是否屬實(shí)，我相信射頻技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在是完全可以實(shí)現(xiàn)的。 門禁 一些公司目前所使用的考勤機(jī)和現(xiàn)在校園內(nèi)的門禁系統(tǒng)就是射頻識(shí)別系統(tǒng)。一般來說，液體、金 屬性質(zhì)的被識(shí)別物體一般采用的是低頻段或高頻段的系統(tǒng)，而對(duì)于其他的被識(shí)別物體（可導(dǎo)電的物體除外）一般采用的是超高頻段的系統(tǒng)。于是由 UCC（北美統(tǒng)一碼協(xié)會(huì)）和 EAN 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 （歐洲 商品編碼協(xié)會(huì)）共同組建的專門負(fù)責(zé) RFID 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu) —— EPCglobal（全球電子產(chǎn)品碼協(xié)會(huì)）編應(yīng)運(yùn)而生了。 雖然射頻識(shí)別技術(shù)的低頻段推廣使用得最早，但是隨著高頻段的投入市場(chǎng)，人們明顯注意到了該項(xiàng)技術(shù)的潛在商機(jī)，目前國(guó)內(nèi)外也已經(jīng)統(tǒng)一了高頻段的頻率及功率，這就更進(jìn)一步推動(dòng)了高頻段在全球范圍內(nèi)的使用。近幾年來，非接觸式射頻卡的高度安全保密性和使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)， 使之在各領(lǐng)域的應(yīng)用中異軍突起，應(yīng)用前景十分廣闊。與傳統(tǒng)的接觸式卡相比，利用射頻識(shí)別技術(shù)開發(fā)的非接觸式識(shí)別器，無論在系統(tǒng)壽命、防監(jiān)聽、防解密等性能上都具有很大的優(yōu)勢(shì)。而超高頻段技術(shù)雖然也已開發(fā)出來，但是由于各國(guó)之間都存在自己的標(biāo)準(zhǔn)，甚 至有的國(guó)家都沒有開放自己的超高頻域，這就意味有些國(guó)家的系統(tǒng)在別國(guó)是運(yùn)行不起來的。而近幾年來， RFID 技術(shù)仍然保持著高效的增長(zhǎng)勢(shì)頭，特別是 RFID 技術(shù)在商品流通，物流管理以及 跟蹤方面的應(yīng)用，得到了很快的發(fā)展，且其技術(shù)也越來越完善。 ③ 被識(shí)別物體的移動(dòng)速度體現(xiàn)了它在輻射場(chǎng)中停留的時(shí)間長(zhǎng)短，停留的時(shí)間越長(zhǎng)，那么標(biāo)簽（無源）的充電時(shí)間也就越長(zhǎng)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的時(shí)候就不會(huì)因?yàn)楣╇姴蛔愣鴮?dǎo)致出錯(cuò)，影響系統(tǒng)的讀卡準(zhǔn)確率。只不過區(qū)別與商場(chǎng)里的手持式讀卡器，該系統(tǒng)一般將閱讀器做成固定的形式。 未來展望，我相信隨著 RFID 技術(shù)的發(fā)展，其性價(jià)比會(huì)越來越高；其功能也將會(huì)越來越強(qiáng)大，例如，讀寫模塊的功耗將越來越低；其天線的覆蓋范圍將不會(huì)存在盲區(qū)，與卡的通信距離也將會(huì)更遠(yuǎn)；而核心射頻芯片及系統(tǒng)的兼容問題將會(huì)得到更好的解決；在外觀方面，讀卡器和卡也將向著便攜式，小型化等方向發(fā)展。其典型型號(hào)為 Mifare1 S50，它有 1K 字節(jié) E2PROM 用于存放數(shù)據(jù)，分成 16 個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)都有自己獨(dú)立的密碼，具有完善的安全機(jī)制。 第六章對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行最后的總結(jié)。當(dāng)電容充 電達(dá)到 2V 時(shí)，這個(gè)電容就作為電源為卡片上的其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收發(fā)來的數(shù)據(jù)與保存。我們對(duì)各個(gè)頻 段的選擇，主要是依據(jù)對(duì)應(yīng)于該頻段下的電磁波的傳輸特性，這不僅僅是因?yàn)殡姶挪ǖ膫鬏斕匦詻Q定了讀卡系統(tǒng)的工作原理（電感耦合和電磁耦合），還決定了射頻識(shí)別的距離以及相應(yīng)讀卡器的制作難度和成本的高低問題。 由于以上兩款芯片內(nèi)部沒有調(diào)試解調(diào)電路，所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)的時(shí)候，應(yīng)該特別注意。 該頻段下典型的應(yīng)用為公交電子身份證、收費(fèi)、門禁、票證、資產(chǎn)管理等。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 基于 EM4094 的讀寫器 該芯片和 RC500，都可以讀 Mifare1 卡，但是由于 RC500 和 Mifare1 卡都是Philips 公司生產(chǎn)的，所以 RC500 能通過三重驗(yàn)證讀寫 Mifare1 卡，而 EM4094 卻不行。感應(yīng)器的工作能量從閱讀器天線的輻射場(chǎng)中獲得?？紤]到高頻段的射頻識(shí)別系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，且在性能和價(jià)格方面也是最佳的選擇，所以本項(xiàng)目采用了 MFRC500 射 頻芯片來設(shè)計(jì) RFID 讀卡器。接收器部分提供一個(gè)堅(jiān)固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于處理 ISO14443A 兼容的應(yīng)答器信號(hào)。它能獨(dú)立完成對(duì) MIFARE 卡的所有操作，它還具有與用戶主系統(tǒng)的串行通 信能力，可根據(jù)用戶系統(tǒng)的命令完成對(duì) MIFARE 卡的讀寫操作，并將所得數(shù)據(jù)返回給用戶系統(tǒng)，這個(gè)用戶系統(tǒng)可以是一個(gè)主控板或 PC 機(jī)。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 C 3 :4 . 7 U FC 3 :4 . 7 U FC 1 :0 . 1 U FA 2A 1MFRC500A D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7O S C O U TO S C I ND V S SA 0D V D DT X 1T X 2V M I DA V S SA V D DR XT V D DI R QN C ST V S SV C CV C CVCCVCCC 2 :1 U FC 1 :0 . 1 U FC 2 :1 U F天 線電 路P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7X T A L 1X T A L 2ATMEGA16P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P C 6P C 7P D 0P D 1P D 2P D 3P D 4P D 5P D 6P D 7N W RN R D圖 33 單片機(jī)與 RC500部分接口電路 連接圖 天線設(shè)計(jì) 基于 MF RC500 的讀寫器主要由 MF RC500、微處理器、天線及相應(yīng)的外圍連接電路組成（圖 1）。 50Ω 匹配的天線適用于長(zhǎng)距離或者是短距離的解決方案，而直接匹配的天線通常只用于短距離的通信。如果是用公式估算出的值，要記住它們只是起始值，在確認(rèn) Q 因子后可能需要改變。 要降低原始的 Q 因子要求如下圖所示增加一個(gè)外部電阻 REXT。一位顯示器數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)如圖所示。 （ 2）頁面寄存器的置位 根據(jù)在本項(xiàng)目中使用到的寄存器進(jìn)行相關(guān)的頁面寄存器設(shè)置?？ㄆ?ATR 將啟動(dòng)，將卡片 Block 0 中的卡片類型 (TagType)號(hào)共 2 個(gè)字節(jié)傳送給讀寫器， 建立卡片與讀寫器的第一步通信 聯(lián)絡(luò)。在讀取正確的卡號(hào)后，將該序列號(hào)從 FIFODATA 中讀出并存到 MCU 的 RAM 中，以便后面的使用 ； （ 4）