【文章內(nèi)容簡介】 總線 ， 、 、 三根線為 LCD 的讀寫控制線 與 使能 端。 、 為存貯器的兩根總線，主要用于數(shù)據(jù)的讀取與存貯。P1 口為矩陣鍵盤列線與行線的接口，實現(xiàn) 44 鍵盤，完成相關(guān)的工能操作 。 、 口接串行端口，分別作串行數(shù)據(jù)的接收端和發(fā)送端。 XTAL1 和 XTAL2 口接外部晶體振蕩器，保證單片機內(nèi)部各部分有序的工作。 RST 與 Vss 之間連接一個下拉電阻，與 Vcc之間連接一個電容，目的是 為了 保證可靠的復(fù)位。 鍵盤電路的設(shè)計 這里采用的是矩陣鍵盤 ， 如圖 32 所示 ： 圖 32 矩陣鍵盤實物圖 矩陣鍵盤的實現(xiàn)可采用中斷的辦法，也可以采用查詢的方法。 44 的意思即為： 4根列線， 4 根行線，列線通上拉電阻接到電源上，因此 若 無按鍵按下時，各列線均為高電平。當(dāng)行線分別輸出低電平時，有 按鍵 按下，相應(yīng)的列線上會出現(xiàn)低電平。根據(jù)此原理， CPU 對整個鍵盤進(jìn)行掃描， 即 CPU 不斷輪流對行線置低電 平，再檢查列線輸入狀態(tài)，確定按鍵情況。 鍵盤 電路如圖 33 所示： S1S2S3S4S5S6S7S8S9S 1 0S 1 1S 1 2S 1 3S 1 4S 1 5S 1 6P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P14P15P16P17 圖 33 矩陣鍵盤圖 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 鍵盤接口電路用 P1 口接成 44 結(jié)構(gòu)，共 16 個鍵。功能鍵有查詢和通信兩種。 由于讀寫器的存儲量有限，因此讀寫器每售卡一段時間，應(yīng)將讀寫器中的數(shù)據(jù)通過 RS232串行接口與 PC 機通信， 用以 回放和清空讀寫器中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)回放到 PC 機中后，通過分析處理， 便于 停車場工作人員及時掌握情況。 顯示電路的設(shè)計 本設(shè)計顯示電路采用 1602液晶顯示模塊芯片。該芯片可顯示 162個字符，比以前的七段數(shù)碼管 LED顯示器在顯示字符的數(shù)量上要多得 多。另外，由于 l602芯片編程比較簡單，界面直觀，因此更加易于使用者操作和觀測。 下面介紹 1602及其使用。 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，如表 31所示。其中 VDD接 5V正電源， VSS為地電源，VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K的電位器調(diào)整對比度。 RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地 址，當(dāng) RS為低電平 RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 D0D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 表 31 LCD1602 引腳說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 本設(shè)計電路如圖 34 所示，有八根數(shù)據(jù)線與單片機的 P0 口相連 。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 12345678910111213141516J11 6 0 2W11 0 KV C CV C CP 0 7P 0 6P 0 5P 0 4P 0 3P 0 2P 0 1P 0 0P 1 0P 1 1P 1 2 圖 34 LCD1602 電路連接圖 存儲器電路的設(shè)計 在此讀寫系統(tǒng)中，單片機必須擴展片外 E178。PROM用來存儲關(guān)鍵信息。工程上常用的E178。PROM的 28系列的芯片具有編程簡單、使用方便的特點，但是在此讀寫系統(tǒng)中其容量比實 際要求的要大，若選用此系列的芯片不但能浪費絕大部分的存儲單元，而且占用外部的存儲空間，增加了譯碼線路，并且增加了線路板的面積。因此，本系統(tǒng)選用美國Microchip公司生產(chǎn)的 AT24C02芯片，不但能最大限度地利用其容量，且不用地址譯碼，不占用外存空間。該芯片存儲容量為 256字節(jié)，采用低功耗 CMOS工藝制造，可以在無電源狀態(tài)下長期可靠存儲系統(tǒng)內(nèi)重要數(shù)據(jù)，工作壽命可達(dá) 106次。 該芯片還采用 I2C串行總線協(xié)議與單片機通信，在軟件操作時，就得用 I2C總線方式進(jìn)行讀寫。 I2C總線是由 PHILIPS公司發(fā)明的一種高 性能芯片間串行同步傳輸總線。與SPI、 MicroWire接口不同，它僅僅需要兩根信號線（串行數(shù)據(jù)線 SDA和串行時鐘線 SCL），就實現(xiàn)了完善的雙工同步數(shù)據(jù)傳送，能夠極其方便地構(gòu)成多機系統(tǒng)和外圍器件擴展系統(tǒng)。 I2C總線采用了器件地址的硬件設(shè)置方法，通過軟件尋址完全避免了器件的片選線尋址端，從而使硬件系統(tǒng)具有更簡單、更靈活的擴展方法。 當(dāng) IC卡插入系統(tǒng)時，卡內(nèi)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)將存儲在 AT24C02芯片中，從而實現(xiàn)了重要數(shù)據(jù)的備份，提高了讀寫器的可靠性與穩(wěn)定性。 AT24C02芯片還具有體積小巧的特點，并畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 且采用特殊的工作時 序，絕不會誤寫成功，具有高度的可靠性。如圖 35所示為 AT24C02的管腳圖。 圖 35 AT24C02 管腳圖 ? SCL：串行時鐘輸入線。數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘從該引腳輸入。 ? SDA：串行數(shù)據(jù) /地址線。用于傳送地址和發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，為雙向傳輸。 ? A0、 A A2：器件地址輸入端。 ? WP：寫保護端。 WP=1 為寫保護，只能 讀出不能寫入， WP=0 時器件允許進(jìn)行正常的讀寫操作。 存儲器 連接電路如圖 36： A01A12A23V S S4S D A5S C L6WP7V D D8I C 2A T 2 4C 0 2P 36P 15 圖 36 存儲器電路圖 串行通信接口電路的設(shè)計 本設(shè)計采用 RS232 標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)讀卡器和上位機之間的通信，能實現(xiàn) RS232 通信協(xié)議的芯片很多，其中 MAXIM 公司生產(chǎn)的 MAX232 是一款比較優(yōu)良的 RS232 通信芯片[9]。選取它的主要依據(jù)在于：單 5V 電源供電，與讀卡器里其它芯片的工作電壓相同 ，符合所有 EIA/232E 標(biāo)準(zhǔn) ， 多路輸入輸出。 MAX232 其引腳功能說明如表 32 所示。 A01A12A23V S S4 S D A 5S C L 6WP 7V D D 8畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 表 32 MAX232 引腳說明 引腳名 引腳說明 引腳名 引腳說明 T2out RS232 輸出 R1in RS232 輸入 R2in RS232 輸入 T1out RS232 輸出 R2out TTL/CMOS 輸出 GND 地 T2in TTL/CMOS 輸入 VCC 電源 T1in TTL/CMOS 輸入 R1out TTL/CMOS 輸出 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)定的任務(wù)又可以簡化電路設(shè)計、節(jié)約成本。 MAX232 的電路連接如圖 37 所示。 R 1 I N13R 2 I N8T 1 I N11T 2 I N10C 1+1C 13R 1 O U T12R 2 O U T9T 1 O U T14T 2 O U T7C 2+4C 25V+2V6VCC16GND15I C 3M A X 2 32C14 74C24 74 C34 74V C C162738495J2D B 9C44 74C54 74P 30P 31 圖 37 串行通信口連接圖 如圖所示， MAX232 中電平轉(zhuǎn)換芯片 ， 將差分電平，轉(zhuǎn)換成單片機等可識別的 TTL電平，電路中 RXD、 TXD 兩根線分別和單片機相連 P3 口的串行通訊口相連， TXD 為數(shù)據(jù)發(fā)送端口，主要向 PC 等設(shè)備發(fā)送信號。 RXD 為數(shù)據(jù)接收端，單片機通過這個端口讀取 PC 機等送來的信號。 圖右邊有一 9 針串行通信口，主要和 PC 機相連。 時鐘電路設(shè)計 本設(shè)計的實時時鐘電路 用 DS1302，其引腳圖如圖 38 所示，它的工作電壓一般為，它的主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，同時增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 可以為掉電保護電源提供可編程的充電功能。采用 32kHz 的晶振，電容一般用 10PF 就可以起到穩(wěn)定振蕩頻率和快速起振的作用了。 V C C 21X12X23G N D4 R E S 5I/ O 6S C L K 7V C C 1 8 圖 38 DS1302 引腳圖 DS1302 是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補償功能。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM數(shù)據(jù)。 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式 ， 其日歷、時間寄存器及其控制字。此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 芯片連接圖如下所示。 V C C 21X12X23G N D4R E S5I / O6S C L K7V C C 18I C 3D S 1 30 2Y13.2768MHZV C CP 16P 17P 35 圖 39 時鐘電路 讀寫模塊 系統(tǒng)用 PHILIPS 公司的 MFRC500 芯片。 MFRC500 是與射頻 IC 卡實現(xiàn)無線通信的核心部件，也是讀寫器讀寫卡的關(guān)鍵接口芯片，該芯片為目前 用于 頻段非接觸通信的主流讀卡 IC。 MFRC500 芯片采用先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，支持 頻段所有被動非接觸式通信方式和協(xié)議，并支持 ISO14443A 中所有的層 [10]。 其 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)動近操作距離的天線 (100mm)。接收器畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 O S C I N1I R Q2MF I N3MF O U T4T X 15T V D D6T X 27T V S S8N C S9N W R10N R D11N V S S12D013D114D215D316D417D518D619D720A L E21A022A123A224D V D D25A V D D26A U X27A V S S28RX29V M D30R S T P D31O S C O U T32部分提供一個堅固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于 ISO14443A 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 amp。CRC)。此外，它還支持快速 CRYPTO1 加密算法用于驗證 MIFARE 系列產(chǎn)品。方便的并 行接口可直接連接到任何 8 位微處理器，這樣給讀卡器 /終端的設(shè)計提供了極大的 方便 。 MFRC500 內(nèi)部包括并行微控制器接口、雙向 FIFO 緩沖區(qū)、中斷、數(shù)據(jù)處理單元、狀態(tài)控制單元、安全和密碼控制單元、模擬電路接口及天線接口。 MFRC500 外部接口包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線、電源等。 MFRC500 的并行微控制器接口自動檢測連接的 8 位并行接口的類型。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