【正文】 ..................................................................................................... 19 MCU 主控模塊 ........................................................................................................... 19 單片機(jī)簡介 ...................................................................................................... 19 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 IV 單片機(jī)的分類 .................................................................................................. 21 單片機(jī)的工作過程 .......................................................................................... 22 單片機(jī)的硬件特性 .......................................................................................... 22 STC89C52RC 單片機(jī)的介紹 ........................................................................... 22 射頻接口模塊 ............................................................................................................ 26 天線設(shè)計部分 ............................................................................................................ 27 高頻濾波電路 .................................................................................................. 27 天線及匹配電路 .............................................................................................. 28 接收電路 .......................................................................................................... 29 電源與存儲模塊 ........................................................................................................ 30 電源電路 .......................................................................................................... 30 存儲電路 .......................................................................................................... 30 時鐘與 RS232 接口模塊 .......................................................................................... 31 時鐘電路 .......................................................................................................... 31 RS232 接口電路 .............................................................................................. 32 人機(jī)交互界面模塊 .................................................................................................... 33 5 讀寫器軟件系統(tǒng)設(shè)計 .......................................................................................................... 35 總結(jié) .......................................................................................................................................... 48 致謝 .......................................................................................................................................... 49 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 50 附錄 .......................................................................................................................................... 51 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 1 1 緒論 無線射頻識別（ RFID, Radio Frequency Identification） 技術(shù)通常是以微小的無線收發(fā)器為標(biāo)簽（ Tag）來標(biāo)志某個物體，這個物體在 RFID 技術(shù)中常稱為對象（ Object）。 RFID 射頻識別技術(shù)是利用感應(yīng)，無線電波或者微波能量進(jìn)行非接觸雙向通信，達(dá)到識別及數(shù)據(jù)交換目的的自動識別系統(tǒng)。例如，機(jī)場中托 運(yùn)行李的時候貼的行李標(biāo)簽和超市里商品上的標(biāo)簽的價格明顯是不一樣的。接觸式IC卡通過 8個觸點(diǎn)從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)；非接觸式 IC卡通過射頻感應(yīng)從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)，所以非接觸式 IC 卡又叫射頻卡。 而傳統(tǒng)的 射頻卡 則 誕生于 20 世紀(jì) 90 年代，也叫非接觸式IC卡是 隨 射頻識別技術(shù)與 IC 卡技術(shù)的結(jié)合而出現(xiàn)的，自出現(xiàn)以來就成為這兩種技術(shù)的重要發(fā)展方向。 （ 5） 加密性能好 非接觸式由 IC 芯片， 感應(yīng)天線組成， 并完全密封在一個標(biāo)準(zhǔn) PVC 卡片中， 無外露部分。目前非接觸式 IC 止的領(lǐng)導(dǎo)品牌是 Philips 的 MIFARE 系列產(chǎn)品，該項技術(shù)已授權(quán)給Siemens 等 34 家，如能藉由半導(dǎo)體制程的提升和大量使用，售價降價空間很大。 存儲結(jié)構(gòu) MF1 卡分為 16 個扇區(qū)，每區(qū)有 4 塊 (塊 0～塊 3)，共 64 塊，按塊號編址為 0～ 63。 表 25 控制位定義 塊 0 C1x0 C2x0 C3x0 用戶數(shù)據(jù)塊， (0 區(qū) 0 塊除外 ) 塊 1 C1x1 C2x1 C3x1 用戶數(shù)據(jù)塊 塊 2 C1x2 C2x2 C3x2 用戶數(shù)據(jù)塊 塊 3 C1x3 C2x3 C3x3 密匙存取控制塊 表 26 數(shù)據(jù)塊的存取控制權(quán)限 (x=0～ 15 扇區(qū)； y=塊 0，塊 1，塊 2) C1xy C2xy C3xy 讀 寫 加值 減值，初始化 0 0 0 KeyA|B KeyA|B KeyA|B KeyA|B 0 1 0 KeyA|B Never Never Never 1 0 0 KeyA|B KeyB Never Never 1 0 0 KeyA|B KeyB KeyB KeyA|B 0 0 1 KeyA|B Never Never KeyA|B 0 1 1 KeyB KeyB Never Never 1 0 1 KeyB Never Never Never 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 11 1 1 1 Never Never Never Never MIFARE 特性 容量為 8K 位 EEPROM；分為 16 個扇區(qū)，每個扇區(qū)為 4塊，每塊 16 個字節(jié)，以塊為存取單位 ； 每個扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問控制 ； 每張卡有唯一序列號，為 32 位 ；具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作 ； 無電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路 ； 工作溫度： 20℃ ～ 50℃ ；工作頻率 為 ；通信速率 為 106KBPS；讀寫距離可達(dá) 100mm(與讀寫器以及卡天線尺寸有關(guān) )； 數(shù)據(jù)保存期為 10 年，可改寫 10萬次，讀不限次。 MF RC500 支持 ISO14443A 所有的層，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)動操作近距離的天線（可達(dá) 100mm）；接收器部分提供一個堅固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于 ISO14443 兼容的應(yīng)答器信號；數(shù)字部分處理 ISO14443A 幀和錯誤檢測（奇偶 CRC）。這使得最大操作距離可達(dá) 100 mm，接收器可以檢測到并解碼非常弱的應(yīng)答信號 。第四部分從塊 8 至塊 31， 屬性為只寫 ， 用于存放加密運(yùn)算的密鑰 ，存放一個密鑰需要 12字節(jié) ， EEPROM 密鑰 存放區(qū)共可存放 32個密鑰 ， 實(shí)際密鑰長度為 6字節(jié) ， 存放在緊鄰的 12 個 EEPROM 字節(jié)地址中 。 調(diào)制信號及 TX1， TX2 輸出的射頻信號類型 。 MFRC500 的 8 位并行微控制器接口可自動檢測連接的接口類型，它包括一個雙向 FIFO 緩沖區(qū)和一個可設(shè)置的中斷輸出。） （ 4） 晶振引腳 OSCIN， OSCOUT（ 1腳， 32 腳）：晶振的輸入、輸出引腳。讀寫器工作時，不斷地向外發(fā)出一組固定頻率的電磁波，當(dāng)有卡靠近時，卡片內(nèi)有一個 LG 串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器的發(fā)射頻率相同，這樣在電磁波的激勵下， LG 諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容充電有了電荷。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。 單片機(jī)又稱 單片微控制器 ，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個 計算機(jī)系統(tǒng)集成 到一個芯片上。單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、 VCD 等等的家電里面都可以看到它的身影，它主要是作為控制部分的核心部件。目前，高端的 32 位單片機(jī) 主頻 已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至 1 美元，最高端的型號也只有 10 美元。單片機(jī)控制 MFRC500驅(qū)動天線對 MIFARE卡進(jìn)行讀寫操作 ， LED和蜂鳴器 聲光報警 作為人機(jī)交互接接口， MAX232 作串口信號轉(zhuǎn)換把數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)。輸入高電平有效。 AVDD， AVSS（ 26 腳， 28 腳） ： 模擬部分的單獨(dú)電源 。 MFIN 可輸入曼徹斯特碼 ， 帶副載波的曼徹斯特碼 ， 并由寄存器 RxControl2 的設(shè)置選擇送至解碼器 。FIFO 緩沖器的狀態(tài) ， 如空 、溢出等可由寄存器 PrimaryStatus， FIFOLevel 的相關(guān)位指示 。 每個寄存器由 8位組成 ， 其位特性有四種 :讀 /寫 (r/w) ， 只讀 (r)。 MF RC500 的外部接口包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線 (包含讀寫信號和中斷等 )和電源等。B 并行、 SPI 100mm MF RC530 可達(dá)848Kbps 5V、 ISO/IEC 14443A 并行、 SPI 100mm MFRC500 106Kbps 5V ISO/IEC 14443A 并行 100mm MFCM 500 106 Kbps 5V ISO/IEC 14443A 并行 100mm MFCM 200 106 Kbps 5V ISO/IEC 14443A 并行 25mm 本方 案選用 MFRC500 射頻讀寫芯片來進(jìn)行讀寫模塊的設(shè)計。扇區(qū)的塊 0、塊 塊 2 為數(shù)據(jù)塊，可用于存儲數(shù)據(jù)的兩種應(yīng)用：一是用作一般的數(shù)據(jù)保存可以進(jìn)行讀、寫操作；二是用作數(shù)據(jù)值可以進(jìn)行初始化值、加值、減值、讀值等操作。讀寫器向 MF1 卡發(fā)出一組固定頻率 ()的電磁波，卡片內(nèi)有一個 LC 串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，在電磁波的激勵下， LC 諧振電 路產(chǎn)生共振，從而使諧振電容內(nèi)有了電荷，在這個電容的另一