【文章內(nèi)容簡介】 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 8 圖 STC89C52 引腳圖 （ 3）引腳介紹： VCC :接電源 GND:接地 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口 。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL邏輯電平。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被 外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ） ，具體如下表所示。 在 flash 編程和校 驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 表 P0 口第二功能 引腳 第 2 功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入） ，時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器 （例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址 （如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 編程和校驗時，金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 9 P3 口也接 收一些控制信號。 表 P3 口第二功能 引腳 第 2功能 RXD (串行口輸入端 ) TXD （串 行口 輸出 端 ） 0INT （外部中斷 0請求輸入端，低電平有效 ） 1INT （外部中斷 1請求輸入端，低電平有效 ） 表 P3 口第二功能 引腳 第 2功能 T0 （ 定 時器 /計數(shù)器 0計數(shù)脈沖 輸入 端 ） T1 （ 定 時器 /計數(shù)器 1計數(shù)脈沖 輸入 端 ） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 信號輸出端，低電平有效 ） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 信號輸出端，低電平有效 ） RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時， RST 腳持續(xù) 2 個機器周期高電平將使單片機復(fù)位?？撮T狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。 DISRTO 默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號 （ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或 時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。 如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1”， ALE 操作將無效。 這一位置 “ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個 ALE使能標(biāo)志位 （地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位） 的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 PSEN:外部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。 當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不被激活。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。 為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接VCC。在 flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的 輸入端。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 10 FM1702 高頻讀卡器模塊介紹 管腳定義：（從上到下） GND VCC(5V) RST CS SI SCK SO 性能參數(shù)： 輸入電壓： 5～ 輸入電流：刷卡電流 25mA 通訊方式： SPI 有效刷卡高度： 310cm(視天線、卡和周圍環(huán)境而不同 ) 使用環(huán)境： 25~70 攝氏度 尺寸： * (單位： mm) Mifare 射 頻卡介紹 本設(shè)計中采用的射頻卡為 Mifare 射頻卡 ,其核心是 PHILIPS 公司的 Mifare1IC S50 系列微芯片?？ㄆ蠠o源 ,工作時的電源能量由卡片讀寫器天線發(fā)送無線電載波信號禍合到卡片上天線而產(chǎn)生電能 ,一般可達 2V 以上 ,供卡片上 IC 工作。工作頻率 。 Mifare 的主要指標(biāo) 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 數(shù)據(jù)保存期為 10 年 ,可改寫 10 萬次 ,讀無限次 工作頻率 : 通信速率 :106KBPS 讀寫距離 :10mm 以內(nèi) (與讀寫器有關(guān) ) （ 1）卡與讀寫器的通訊 ①復(fù)位應(yīng)答 Mifare 卡的通訊協(xié)議和通訊波特率是定義好的 ,當(dāng)有卡片進入讀寫器的操作范圍時 ,讀寫器以特定的協(xié)議與它通訊 ,從而確定該卡是否為 M1 射頻卡 ,即驗證卡片的金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 11 卡型。 ②防沖突機制 當(dāng)有多張卡進入讀寫器操作范圍時 ,防沖突機制會從其中選擇一張進行操作 ,未選中的則處于空閑模式等待下一次選卡 ,該過程會返回被選卡的序列號。 ③選擇卡 片 選擇被選中的卡的序列號 ,并同時返回卡的容量代碼。 ④三次互相確認 選定要處理的卡片之后 ,讀寫器就確定要訪問的扇區(qū)號 ,并對該扇區(qū)密碼進行密碼校驗 ,在三次相互認證之后就可以通過加密流進行通訊。（在選擇另一扇區(qū)時 ,則必須進行另一扇區(qū)密碼校驗。） （ 2）系統(tǒng)的工作方式為： STC89C52 控制 FM1702,驅(qū)動天線對 Mifare 卡進行讀寫操作；然后根據(jù)所得的數(shù)據(jù)對其他接口器件 ,如和上位 PC 機之間進行通信 ,把數(shù)據(jù)傳給上位機。與上位機的通信采用RS485 通信模塊 ,通信距離能夠達到 1200 米左右。整個系統(tǒng)由 5V 電源供 電。 （ 3）工作原理： 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲在無源 Mifare 中。讀寫器的主要任務(wù)是傳輸能量給 Mifare 卡 ,并建立與之的通信。單片機控制 MF RC500，將其接收到的信號通過 RS485 傳送給上位 PC 機。然后等待上位機傳回的信號，確定是否控制執(zhí)行器開門，還是報警。 STC89C52 的電路連接 本系統(tǒng)中 , STC89C52 電路連接圖如下圖 所示 ,采用 SPI 通信方式進行連接 ,與FM1702 模塊芯片的數(shù)據(jù)總線相連。 P0 口的一部分端口線與 FM1702sl 芯片的控制總線相連 ,在電源和地之間加上一個排阻，上電如果初 始化成功，則提示可以刷卡，如初始化失敗，則一直停留在初始化界面。 圖 刷卡模塊接口原理圖 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 12 圖 STC89C52 接線圖 LCD12864 液晶顯示屏的介紹 LCD12864 液晶顯示屏是 帶中文字庫的 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體 中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點漢字， 和 128 個 16*8 點 ASCII 字符 集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。可以顯示 84 行 1616 點 陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊 。 顯示屏模塊模塊連接電路圖 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 13 圖 顯示屏模塊連接圖 單片機與顯示屏的接口電路部分：液晶顯示屏的數(shù)據(jù)接口線與單片機的 P1 口相連，, 用于使能和控制對液晶屏的讀寫等操作。 天線設(shè)計 射頻卡讀寫器采用電感藕合式天線 ,主要用于產(chǎn)生磁通量 ,而磁通量用于向射頻卡提供電源并在讀卡器與射頻卡之間傳輸信息。因此 ,對讀卡器天線的 構(gòu)造就有三個基本要求： ①使天線線圈的電流最大 ,用于產(chǎn)生最大的磁通量 ②功率要匹配 ,以最大程度地利用產(chǎn)生磁通量的可用能量 ③要有足夠的帶寬 ,以無失真?zhèn)魉陀脭?shù)據(jù)調(diào)制的載波信號。另外 ,由于 Mifare 卡是無源射頻卡 ,其能量是通過天線感應(yīng)來的 ,而且由于受到卡形狀的限制 ,卡中不可能封裝很大的天線 ,使得接收的能量較小 ,從而決定了讀卡器天線讀寫距離較短 ,一般在以 10cm 內(nèi)。天線部分主要包括低通濾波器，接收電路，天線匹配電路和天線線圈 ,其工作過程為： 天線拾取的信號經(jīng)過天線匹配電路送到 RX 腳。 FM1702 的內(nèi)部接收器對信 號進行檢測和解調(diào)并根據(jù)寄存器的設(shè)定進行處理。然后數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接口。由微控制器進行讀取。FM1702 對驅(qū)動部分使用單獨電源供電。電路設(shè)計天線直接連接的匹配電路如圖 所示。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 14 圖 天線設(shè)計原理圖 AT 24C02 介紹 AT24C02 是低電壓工作的 2K 位串行電可擦除制度存儲器，內(nèi)部組織為 256 個字節(jié)，每個字節(jié) 8 位，該芯片被廣泛應(yīng)用于低電壓及低消耗的工商業(yè)領(lǐng)域。 24C02 存儲模塊模塊連接電路圖 圖 存儲器模塊接口原理圖 主要特性： ： ～ /輸出引腳兼容 5V ：128x8(1K),256x8(2K),512x8(4K),1024x8(8K),2048x8(16K) 引腳經(jīng)施密特觸發(fā)器濾波抑制噪聲 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 400KHz（ ,） ：讀寫次數(shù)： 1,000,000 次 極限額定參數(shù)： 引腳定義： 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計 15 表 引腳定義 引腳名稱 引腳功能 A0A2 器件地址輸入 SDA 串行數(shù)據(jù)輸入輸出 S