【正文】 存儲(chǔ)器的編程 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 4k 字節(jié)的 Flash PEROM，這個(gè) Flash 存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。 P3 口的一部分口線與 RC500 芯片的控制總線相連，一部分與串行接口芯片 RS232 相連。 本系統(tǒng)選擇 DS1302 作為時(shí)鐘芯片。發(fā)射時(shí)，它把發(fā)射機(jī)的高頻電流轉(zhuǎn) 化為空間電磁波；接收時(shí)，它又把從空間截獲的電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流送人接收機(jī)．對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用于射頻識(shí)別系統(tǒng)中的小功率、短距離無線收發(fā)設(shè)備，天線設(shè)計(jì)是其中的重要部分。天線的電感通過下列公式計(jì)算： 其中： L：讀卡器天線電感 (單位 cm) I：天線導(dǎo)體長度； D：天線導(dǎo)體寬度 (必須介于 O． 5～ 1． 5mm 之間 )； N：天線導(dǎo)體圈數(shù) (三圈 )。 表 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)立的讀與寫選控制 NRD,NWR,NCS NRD,NWR,NCS,ALE Mifare 狀態(tài)和控制單元 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換處 理單 元CRC 校驗(yàn)、幀校驗(yàn)、位檢 數(shù)據(jù)總線 安全密鑰存儲(chǔ)器 地址總線 模擬單 元 包括：位信息 號(hào) 的調(diào) 制 與解調(diào) 控制總線 緩沖微控制 器接 口 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 26 通信號(hào) 地址 A0， A1， A2 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5 數(shù)據(jù) D0…… .D7 AD0…… AD7 共用的讀和寫選通信號(hào) 控制 R/NW,NDS,NCS AD0… ..AD7 地址 A0， A1， A2 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5 數(shù)據(jù) D0…… D7 AD0…… AD7 帶握手的共用讀和寫選通信號(hào)（ EPP） nWrite,nDStrb,nWait AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5 AD0…… AD7 MFRC500微處理器具有接口類型自動(dòng)檢測(cè)功能，在每次上電或硬復(fù)位后 MFRC500也復(fù)位 其并行微處理器接口模式并檢測(cè)當(dāng)前微處理器接口的類型MFRC500在復(fù)位階段后根據(jù)控制腳的邏輯電平識(shí)別微處理器接口這是由固定管腳連接的組合見。天線一般設(shè)計(jì)為三圈，可以設(shè)計(jì)為圓形或者方形天線。區(qū)位碼的第一個(gè)字節(jié)表示區(qū)號(hào)，第二個(gè)字節(jié)表示位號(hào)，因而只要知 道了區(qū)位碼，就可知道該漢字在字庫中的地址，每個(gè)漢字在字庫中是 以點(diǎn)陣字模形式存儲(chǔ)的，如一般采用 16x16 點(diǎn)陣形式，每個(gè)點(diǎn)用一個(gè)二進(jìn)制位表示，存 1 的點(diǎn)，當(dāng)顯示時(shí)可以在屏上顯示一個(gè)亮點(diǎn)，存 0 的點(diǎn)，則在屏上不顯示，這樣就把某存字的 16xl6 點(diǎn)陣信息直接用來在顯示器上按上述原則顯示，則將出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的漢字。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片根據(jù)數(shù)據(jù)傳送方式可分為兩種，一種是串行接 口方式的如DSl30 PCF8583 等。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的，通常約為 。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在 Vcc 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作 。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的 PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 32 個(gè)可編程 I／ O 口線 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 12 (4)根據(jù)調(diào)制方式的不同可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式系統(tǒng) 。自出現(xiàn)以來，由于它極大加速了信息的收集和處理，近年來獲得迅速的發(fā)展。 控制及算術(shù)運(yùn)算單元 :這一單元是整個(gè)卡片的控制中心。當(dāng)讀卡器收到信息 后，就可以對(duì)卡片進(jìn)行深一步的操作了。 高安全性 :非接觸式 IC 卡的序列號(hào)是唯一的，制造商在產(chǎn)品出廠前將此序列號(hào)固化于卡內(nèi)芯片中，不可再更改，使用時(shí)非接觸式 IC 卡與讀卡器要進(jìn)行三次相互認(rèn)證，而且通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都加密，卡內(nèi)各個(gè)扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問條件。接上串行口和 +5V 電源之后不僅可以讀卡而且可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。因此，國內(nèi)市場(chǎng)也己表現(xiàn)出向成長期迅速發(fā)展的明顯趨勢(shì)。從目前全球 門禁系統(tǒng)的前端輸入設(shè)備的水平及發(fā)展方向來看，雖然磁卡和接觸式 IC 卡讀卡器在門禁系統(tǒng)的應(yīng)用中還有一部分市場(chǎng)，但從發(fā)展趨勢(shì)上看，除賓館鎖外，磁卡和接觸式 IC 卡讀卡器己在逐步地退出門禁系統(tǒng)市場(chǎng)川。 IC 卡的概念是 20 世紀(jì) 70 年代初提出來的， 1976 年法國 BULL 公司和 Motooral 公司合作生產(chǎn)了世界上第一張過渡型 IC 卡產(chǎn)品，并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到金融、交通、醫(yī)療、身份證明等多個(gè)行業(yè)?！爸悄荛T禁系統(tǒng)”應(yīng)運(yùn)而生，它的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的由人來看門的方式 — 白天有人站崗守門，晚上鐵鎖防護(hù)，而是僅用手中薄薄的一張卡片在讀卡器前輕輕一晃，大門就可自動(dòng)開啟，既方便又快捷。智能門禁系統(tǒng)置身于現(xiàn)代化大廈和生活小區(qū)內(nèi)，給都市生活增添了風(fēng)采。它將微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，提高了人們生活和工作的現(xiàn)代化程度。國外對(duì) IC 卡的研究和應(yīng)用較早，特別是在美國和歐洲，但非接觸式 IC 卡方面的研究使用也只是近幾年的事。我國政府在 1993年制定的“金卡工程實(shí)施計(jì)劃”及全國范圍的金融卡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 10 年規(guī)劃，是一個(gè)旨在加速推動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國 家級(jí)工程。該讀卡器是針對(duì) PhiliPs 公司 Miarfe 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，能 夠讀寫 Miafer 系列的非接觸式 IC 卡。 (3)非接觸式 IC 卡的功能 組成 本課題采用的非接觸式 IC 卡是 PhiliPs 公司 Miarfe Classic 非接觸式 IC 卡系列的 Miarfe Stnadadr 產(chǎn)品。 認(rèn)證模塊 :在確認(rèn)了上述的三個(gè)步驟，確認(rèn)己經(jīng)選擇了一張卡片時(shí)，程序員對(duì)卡片進(jìn)行讀寫操作之前，必須對(duì)卡片上已經(jīng)設(shè)置的密碼進(jìn)行認(rèn)證，如果匹配，則允許進(jìn)一步的讀、寫操作。它主要進(jìn)行對(duì)整個(gè)卡片 的各個(gè)單位進(jìn)行微操作控制，協(xié)調(diào)卡片的各個(gè)步驟 。與傳統(tǒng)的條碼或磁條識(shí)別技術(shù)相比，射頻識(shí)別技術(shù)具有非接觸、作用距離遠(yuǎn)、精度高、信息的收集和處理快捷等一系列的優(yōu)點(diǎn)， 在工業(yè)自動(dòng)化、商品控制、交通運(yùn)輸控管等眾多領(lǐng)域 得到廣泛的發(fā)展 。 (5)根據(jù)讀取卡片數(shù)據(jù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段，可將其分為廣播發(fā)射式、倍頻式和反射調(diào)制式三大不同系統(tǒng)。 2 個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口。 EA／ VPP：外部訪問允許。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 16 圖 時(shí)鐘電路 由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè) 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 空閑和掉電模式外部引腳狀 如表 ： 表 空閑和掉電模式外部引腳狀 模式 程序存儲(chǔ)區(qū) ALE PSEN P0 P1 P2 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 內(nèi)部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 掉電模式 外部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 程序存儲(chǔ)器的加密 AT89C51 可使用對(duì)芯片上的 3 個(gè)加密位 LB LB LB3 進(jìn)行編程（ P）或不編程（ U）來得到如 表 所示的功能加密位保護(hù)功能表： 表 功能加密位保護(hù)功能表 程序加密位 LB1 LB2 LB3 保護(hù)類型 1 U U U 沒有程序保護(hù)功能 2 P U U 禁止從外 部程序 存儲(chǔ)器 中執(zhí)行MOVC 指令 3 P P U 除上表功能，還禁止程序校驗(yàn) 4 P P P 除上表功能外，同時(shí)禁止外部執(zhí)行 注：表中的 U — 表示未編程， P — 表示編程 當(dāng)加密位 LB1 被編程時(shí)，在復(fù)位期間， EA 端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，且這個(gè)隨機(jī)蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 18 數(shù)會(huì)一直保存到真正復(fù)位為止。 數(shù)據(jù)查詢 AT89C51 單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測(cè)一個(gè)寫周期是否結(jié) 束，在一個(gè)寫周期中，如需讀取最后寫入的那個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（ ）是原來寫入字節(jié)最高位的反碼。這種芯片通常為 8 腳 DIP 封裝，占用空間小，連線簡單，一般只需占用 CPU 的 2 一 3 條 I/O 口線，但是數(shù)據(jù)傳送慢。 根據(jù)顯示原理，在字符或者漢字的顯示時(shí)，把要顯示的字符或者漢字的位元資料以表的形式在程序中給出，采用查表的方式讀取它們 。天線的直徑必須介于 O． 5～ 1． 5mm 之間。 管腳說明 OSCOUT32ALE21RSTPD31VMID30RX29AVSS28AUX27AVDD26DVDD25A224A123A022D720D619D518D417OSCIN1IRQ2MFIN3MFOUT4TX15TVDD6TX27TVSS8NCS9NWR10NRD11DVSS12D013D114D215D316MFRC500U2 。本課題設(shè)計(jì)的讀卡器中，天線 采用 65mm 54mm，圈數(shù)為方形天線 ) (2)天線電感的計(jì)算 天線的電感必須介于 800nH 和 之間。 電路圖如 所示： 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 22 圖 液晶顯示電路圖 天線模塊設(shè)計(jì) 天線是一種轉(zhuǎn)能器。這種芯片的管腳多，與 CPU 的接口的連線多，而且體積大，但是并行接口方式數(shù)據(jù)傳送快。 本次設(shè)計(jì)的主控模塊選取 AT89C51 的 PO 口作為地址和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口，與 RC500 芯片的數(shù)據(jù)總線相連。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。這兩種 方式是控 制專用寄 存器 PCON（ 即電源控 制寄存 器）中的 PD（ ）和 IDL（ ）位來實(shí)現(xiàn)的。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端 口?？删幊檀? UART 通道 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I／ O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。微控制器是讀卡器的主控模塊， Mifare 芯片是讀卡器的射頻模塊，天線模塊由天線耦合電路和天線組成，通信模塊由RS232 接口電路組成。 自 動(dòng) 識(shí) 別 技 術(shù)蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 10 (AutomatciEuqipmdIifiaction，簡稱 AEI)是目前國際上發(fā)展很快的一項(xiàng)新技術(shù)。 RAM 和 ROM 單元 :RAM 主要配合控制及算術(shù)運(yùn)算單元，將運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行A 環(huán) RB B 環(huán) TOKEN AB 非接觸式 讀卡器 C環(huán) E 環(huán) D 環(huán) TOKEN BA Mifare 卡片 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 8 暫時(shí)存儲(chǔ)，如果某些數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)到 EEPROM，則由控制及算術(shù)運(yùn)算單元取出送到 EEPROM 存儲(chǔ)器中 。因此每個(gè)扇區(qū)可獨(dú)立地應(yīng)用于一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合。 EEPROM 存儲(chǔ)器及其接口電路 :該單元主要用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 5 非接觸式 IC 卡 （ 1）非接觸式 CI 卡的分類 IC 卡可以根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路的不同可以分成三類。如 2021 年 12 月份在上海推出的社會(huì)保障卡，存儲(chǔ)了持卡者的指紋、姓名、身份證號(hào)碼、照片、工作單位、婚姻狀況等信息，真正做到了個(gè)人信息電子化。德國、英國次之 ?？▋?nèi)存儲(chǔ)有唯一的發(fā)行人和持卡人的識(shí)別標(biāo)志，用以唯一的確定卡的身份。傳統(tǒng)的機(jī)械門鎖僅僅是單純的機(jī)械裝置，無論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多么合理，材料多么堅(jiān)固，人們總能通過各種手段把它打開。s AT89C51 microcontroller and Philips reader chip MFRC500 are selectd as the cores in this design to plete a simple contactless IC card access control system. The system hardware also includes LCD display, clock circuit, the buzzer alarm circuit, the lock circuit, the external antenna circuit, and munication through the RS232 munication interface with a PC machine. The software design