【文章內(nèi)容簡介】 原理圖。圖35 按鍵原理圖 讀卡模塊此次課題設(shè)計(jì)上采用了市面上比較普遍的RC522讀卡模組。RC522感應(yīng)式讀卡器主要是非接觸式晶片的讀卡模組，市面上使用的125KHz非接觸式RFID晶片或者與其它規(guī)格較為類似的產(chǎn)品，它都可以進(jìn)行信息的讀取與數(shù)據(jù)的判斷，開發(fā)者可以一次性開發(fā)感應(yīng)式讀卡以及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，RC522模塊主要應(yīng)用有：公交一卡通、智能門禁管理系統(tǒng)、人員簽到管理、動物或物品辨識及產(chǎn)品管理。此讀卡模組主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1） 系統(tǒng)有較高的獨(dú)立性，二次開發(fā)比較容易，安裝較為簡單（2） 對卡片的信息讀取穩(wěn)定性好（3） 系統(tǒng)有較高的安全性，RFID信息不重復(fù)，而且難以被復(fù)制 （4） 可自主選擇數(shù)據(jù)輸出格式缺點(diǎn)：主機(jī)必須24小時(shí)開機(jī)，否則數(shù)據(jù)傳送會中斷。硬件/軟件功能：RC522非接觸式讀卡器系統(tǒng)如圖36所示：使用RC522讀卡模塊，在57cm距離內(nèi)讀取時(shí)間不超過70ms。非接觸式讀卡系統(tǒng)電源為5V，系統(tǒng)中最重要的部分是感應(yīng)線圈，它既可以與系統(tǒng)分開，也可以囊括在系統(tǒng)中，注意要將金屬板放在線圈前面，這是為了防止電磁場造成干擾。圖36 讀卡模塊圖數(shù)據(jù)輸出格式：輸出48位6個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)開始的第一字節(jié)是射頻卡的識別碼，后面4個(gè)字節(jié)為射頻卡的卡號，數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和。校驗(yàn)和為BYTE類型，用于校驗(yàn)?zāi)康牡匾唤M數(shù)據(jù)項(xiàng)的和，運(yùn)算過程進(jìn)位將會被丟棄。當(dāng)每個(gè)字節(jié)的高位先輸出時(shí)，此時(shí)的輸出方式為同步串行；當(dāng)每個(gè)字節(jié)的低位先輸出，此時(shí)的輸出方式為異步串行。數(shù)據(jù)的輸出波特率為9600 Bits/S。數(shù)據(jù)輸出波形，如圖37所示：圖37 輸出波形功能說明：（1） 當(dāng)刷卡時(shí)，通過讀卡天線的識別，獲取射頻卡的信息。（2） 將獲取到的射頻卡的信息，經(jīng)過SO腳傳送到單片機(jī)芯片上。（3） 當(dāng)CP腳傳送低電平時(shí)，則說明正在刷卡，閑置時(shí)為高電平。圖38為讀卡模塊電路原理圖。圖38 讀卡模塊電路原理圖 電機(jī)驅(qū)動模塊 工作原理：本次智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)用電機(jī)轉(zhuǎn)動來模擬開門效果，當(dāng)卡片靠近讀卡模塊時(shí)，若識別為有效卡，那么指示燈將會亮起，蜂鳴器發(fā)出聲音，電機(jī)轉(zhuǎn)動。如果此時(shí)按下取消按鈕，那么這張卡下次刷卡時(shí)，系統(tǒng)不做反應(yīng)，也就是不打開門鎖。若為無效卡時(shí)系統(tǒng)不做反應(yīng)，此時(shí)按下存儲按鈕，待這張卡下次刷卡時(shí)，系統(tǒng)將會判定為有效卡，指示燈亮起，蜂鳴器發(fā)出聲音，電機(jī)轉(zhuǎn)動。為了讓電機(jī)能正常運(yùn)行，并且系統(tǒng)有兩個(gè)5V電源，其中一個(gè)為電機(jī)驅(qū)動模塊供電。驅(qū)動電路主要采用市場上普遍被應(yīng)用的驅(qū)動芯片L9110H，有它來驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動模擬開鎖效果，L9110H為一塊集成電路、高電流、高電壓、四通道驅(qū)動，它的額定工作電流為1A，所以采用單獨(dú)電源供電，最大可達(dá)36V，可直接的對電機(jī)進(jìn)行控制，無需隔離電路。L9110H從主控單片機(jī)STC89C52那里接受指令直接控制電機(jī)的工作狀態(tài)?？梢詫﹄姍C(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，非常方便。L9910有8個(gè)管腳，2和3號管腳同時(shí)接VCC，5和8號管腳同時(shí)接GND。1號、6號管腳分別為A路輸出管腳和A路輸入管腳，4號、7號管腳分別為B路輸出管腳和B路輸入管腳。為了達(dá)到效果，本次課題設(shè)計(jì)使用L9110驅(qū)動模塊來驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。如圖39：圖39 電機(jī)驅(qū)動模塊原理圖 存儲模塊為了實(shí)現(xiàn)對卡片權(quán)限的設(shè)置，就需要用一個(gè)芯片存儲卡片的信息，在本次設(shè)計(jì)中使用24C02存儲芯片，AT24C02是2K位CMOS E2PROM串行電可擦除只讀存儲器，內(nèi)部組織為256個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)8位。該器件通過IIC總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能。管腳配置：24C02與單片機(jī)的接口非常簡單，如圖310：圖310 24C02管腳圖管腳描述：SCL 管腳：實(shí)現(xiàn)串行時(shí)鐘的功能，它是一個(gè)輸入管腳，與單片機(jī)的P21號管腳相連。SCL串行時(shí)鐘輸入管腳實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收器件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的時(shí)鐘的功能。SDA 串行數(shù)據(jù)/地址：AT24C02 雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，SDA 是一個(gè)開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或（wireOR）。A0、AA2 器件地址輸入端：這些輸入腳用于多個(gè)器件級聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0。當(dāng)使用AT24C02 時(shí)最大可級聯(lián)8個(gè)器件。如果只有一個(gè)AT24C02被總線尋址，這三個(gè)地址輸入腳（A0、AA2 ）可懸空或連接到Vss，如果只有一個(gè)AT24C01被總線尋址這三個(gè)地址輸入腳（A0、AA2 ）必須連接到Vss。如圖311 為存儲模塊原理圖：圖311 存儲模塊原理圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)思路軟件設(shè)計(jì)上，根據(jù)功能分了幾個(gè)模塊編程，包括主程序模塊、讀卡模塊、顯示模塊，存儲模塊、延時(shí)子程序模塊和中斷子程序模塊等。系統(tǒng)工作時(shí)當(dāng)卡片靠近讀卡模塊時(shí)指示燈亮起，屏幕顯示卡片信息，然后程序判斷權(quán)限，若合法，開鎖模塊程序點(diǎn)亮指示燈，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，電機(jī)轉(zhuǎn)動模擬門鎖打開。若非合法卡，是否賦予權(quán)限，如果賦予權(quán)限電機(jī)轉(zhuǎn)動，指示燈亮起，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，如果不賦予則返回。 射頻模塊軟件工作流程如圖41射頻模塊子程序流程圖：圖41 射頻軟件模塊工作流程圖RC522的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的流程：相對于飛利浦公司生產(chǎn)的RC500、RC530等基站芯片，RC522系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加簡潔明了，由于刪除了RC522芯片內(nèi)的E2PROM，芯片的指令集也被大大減少了。還有RC522簡化了載波調(diào)制電路，發(fā)送電路和解調(diào)和解碼電路的控制，同時(shí)刪除了校準(zhǔn)接收電路I時(shí)鐘、Q時(shí)鐘以及校準(zhǔn)發(fā)送與接收時(shí)鐘相位等繁瑣的操作，極大的提高了RC522的工作效率。工作過程：模塊與單片機(jī)接口如下：define RF_LPCTL BIT3 射頻卡休眠控制RST define RF_SS BIT7 射頻卡從機(jī)選擇(SS)SDAdefine RF_SCLK BIT6 射頻卡數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸出(SCLK)define RF_DATA_OUT BIT5 射頻卡數(shù)據(jù)輸出(MOSI)define RF_DATA_IN BIT1 射頻模塊輸入(MISO)需要完成4個(gè)步驟：尋卡→防沖撞處理→選卡→讀卡/寫卡，就能完成對模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀寫。第一步：尋卡status2=PcdRequest(0x52,Temp)。//尋卡參數(shù)Temp為返回的卡類型if(status2== MI_OK){tochar(Temp[0])。tochar(Temp[1])。//輸出卡類型}比如，當(dāng)Temp[0]=04，Temp[1]=00時(shí)，卡類型為S50。第二步：防沖撞處理status2= PcdAnticoll(UID)。//防沖撞處理，輸出卡片序列號，4字節(jié) if(status2==MI_OK) { PutString0(Card Id is:)。 tochar(UID[0])。 tochar(UID[1])。 tochar(UID[2])。 tochar(UID[3])。 //輸出卡片序列號}第三步：選卡。 status2= PcdSelect(UID)。 //選擇卡片，輸入卡片序列號，4字節(jié)第四步：在讀寫卡之前需要先進(jìn)行認(rèn)證。 status2= PcdAuthState(PICC_AUTHENT1A, 1, P