【文章內(nèi)容簡介】 器內(nèi)必須有能發(fā)射和接收射頻信號的天線。天線用于產(chǎn)生磁通量，而磁通量用于向應(yīng)答器提供電源并在閱讀器和應(yīng)答器之間傳送信息[11]。由于MFRC500是低功耗設(shè)計，因此卡和天線之間的耦合系數(shù)必須符合一定的值。天線一般設(shè)計為三圈，可以設(shè)計為圓形或者方形天線。天線電路圖如圖311所示。EMC電路：，該頻率由石英晶振產(chǎn)生，與此同時還會產(chǎn)生高階諧波。為了符合內(nèi)部電磁兼容性規(guī)則，、五次及五次以上的高階諧波必須適當?shù)囊种?，需配置一低通濾波器。見圖312所示。圖311 天線電路圖接收電路：MF RC500的內(nèi)部接收單元采用新的接收概念，它使用卡回應(yīng)的子載波引導調(diào)制生成的雙邊帶寬。使用內(nèi)部產(chǎn)生的VMID電位作為RX管腳的輸入電位。為減少擾動，需用電容將VMID接地。讀卡器的輸入單元需要在RX和VMID管腳間增加電壓驅(qū)動。此外，應(yīng)當在天線線圈和電壓驅(qū)動之間使用串聯(lián)電容[12]。接收電路的電路原理圖如圖312所示。圖312 EMC及接收電路MFRC500的電路連接圖如圖313所示，圖中單片機AT89C51作為控制核心，主要完成數(shù)據(jù)采集、處理、存儲及控制電路工作；MFRC500 支持不同的微控制器接口，一個智能的自動檢測邏輯可以自動適應(yīng)系統(tǒng)總線的并行接口。根據(jù)系統(tǒng)的需要，可以采用查詢方式或者中斷方式對MFRC500進行操作。由圖可以看出，本系統(tǒng)采用中斷（INT0）工作模式，即MCU利用MFRC500提供中斷信息對其進行控制。圖313 讀卡器電路圖4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計本設(shè)計程序共分成七個部分：主程序、鍵盤處理程序、LCD顯示程序、存儲器存儲程序、時鐘程序、串口和PC機通信程序以及讀寫器讀寫模塊。當插上電源后，單片機先對系統(tǒng)進行一系列的初始化，并做出相應(yīng)的處理。本設(shè)計的主程序包括進停車場和出停車場兩個部分，當進場處有卡靠近時，讀卡器讀出IC卡里面的用戶信息，經(jīng)過時鐘芯片得出時間，隨后將所有的數(shù)據(jù)通過串口送往計算機。出場時，讀卡器同樣讀出信息，通過從計算機調(diào)出用戶數(shù)據(jù)，再由停車時間和單價，得出停車費用，最后再將所有數(shù)據(jù)存儲。其流程圖分別如圖41和圖42所示：開始讀卡器讀卡驗證調(diào)用用戶信息計算停車時間和費用顯示時間和費用將信息存儲至PC機結(jié)束讀取當前時間YN結(jié)束開始初始化顯示數(shù)據(jù)和時間讀取時間和卡中數(shù)據(jù)判斷是否有卡信息存儲圖41 進場流程圖 圖42 出場流程圖 鍵盤處理子程序鍵盤處理程序，該模塊的主要作用就是通過用戶的按鍵識別，由此判斷當前的系統(tǒng)任務(wù)，通過前面的硬件分析，采用44矩陣，一共十六組狀態(tài)。一方面的是一系列的功能操作，另一方面是數(shù)字的輸入輸出。經(jīng)過鍵盤掃描程序掃描是否有按鍵按下，如若有，再判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵，并做出相應(yīng)的處理，若是數(shù)字鍵，則確定具體數(shù)字，并進行顯示、存儲等處理，若是功能鍵，則確定具體功能，執(zhí)行此功能。如若沒有鍵按下，則返回繼續(xù)檢查是否有按鍵按下。鍵盤處理程序流程圖如圖43所示。確定數(shù)字顯示、存儲等處理判斷是功能鍵？還是數(shù)字鍵？檢測按鍵？確定功能執(zhí)行并處理結(jié)束開始NY功能數(shù)字圖43 鍵盤處理程序流程圖LCD的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。1602液晶是字符型液晶，它的內(nèi)部自帶字符庫，它可以寫兩行的字符，同時每行可以寫40個字符，本系統(tǒng)液晶處理程序，完成信息的顯示，包括車輛號碼，單價，時間，總計金額等這些資料。流程圖如圖44所示，其中包括檢測忙信息，一系列的寫命令和寫數(shù)據(jù)，隨后設(shè)置光標、閃爍設(shè)置等，最后清顯示。 串口通信子程序RS232串口通信協(xié)議是我們熟悉和常用的通信協(xié)議，其通信協(xié)議的設(shè)計思想是基于幀傳輸方式，即在向串口發(fā)送命令信號、應(yīng)答信號及數(shù)據(jù)信號時是按照幀的格式發(fā)送的。為了使數(shù)據(jù)快速可靠地傳輸，將每一幀數(shù)據(jù)對應(yīng)一個命令幀，傳輸數(shù)據(jù)即執(zhí)行命令。串口通信程序，將完成交易的數(shù)量，以及總金額，出入的車輛告知PC機等完成匯總。系統(tǒng)先對RS232進行初始化，然后判斷是發(fā)送命令還是接收命令，如若是接收命令，則接收數(shù)據(jù)，反之，則發(fā)送數(shù)據(jù)，其流程圖如圖45所示。檢測忙信號寫命令寫數(shù)據(jù)顯示設(shè)置點陣開始顯示器、光標、閃爍設(shè)置光標移動設(shè)置清顯示結(jié)束發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送接收結(jié)束接收數(shù)據(jù)開始初始化判斷是否是發(fā)送或接收命令圖44 LCD顯示流程圖 圖45 串口通信流程圖 時鐘子程序DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年進行計數(shù)，具有閏年補償功能，～，而且精度高。它采用三線接口與CPU進行同步通信，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)。本系統(tǒng)的時鐘模塊，將完成停車場停車時間的計算，綜合出入場的時間與出場的時間，計算出停車時間，再乘以單價，就是本次停車場應(yīng)該收取的金額。時鐘模塊的流程圖如下所示。NY顯示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)讀完否地址增加延時一段時間將該地址的數(shù)據(jù)讀出復位產(chǎn)生一個高電平寫1302地址Y開始變量初始化使DS1302不具備寫保護向該地址寫數(shù)據(jù)寫1302地址延時一段時間地址增加數(shù)據(jù)寫完否復位產(chǎn)生一個高電平N圖46 時鐘流程圖1) MFRC500復位操作。2) 初始化MFRC500內(nèi)部寄存器。3) 判斷是否有碰撞，若有，則執(zhí)行反碰撞操作。4) 對非接觸式IC卡進行操作，在經(jīng)過請求等一系列操作之后就可以具體地對卡片進行相應(yīng)的讀、寫、增值、減值、存儲和傳送等操作。讀/寫卡程序流程圖如圖47所示[13] 。無否是開機復位初始化MFRC500請求操作有碰撞？反碰撞操作選擇卡通過驗證？卡的數(shù)據(jù)操作有圖47 讀/寫卡程序流程圖5 結(jié)論本文論述了以非接觸式IC卡為收費介質(zhì)的停車場管理系統(tǒng)軟件的設(shè)計，該系統(tǒng)采用了目前已經(jīng)非常成熟的非接觸式 IC卡讀寫技術(shù)、計算機控制技術(shù)，能夠大幅度提高停車場車輛通行的流暢性，減少車輛停滯時間，簡化駕駛?cè)藛T操作過程，從而進行停車場進出車輛的計算機化智能管理，有效降低停車場管理系統(tǒng)的運營成本和管理人員勞動強度。從用戶的角度看，其服務(wù)高效，收費透明度高，準確無誤；從管理者的角度看，其易于操作維護，自動化程度高，大大減輕管理者的勞動強度，從根本上杜絕票款流失的現(xiàn)象，對加速解決我國目前面臨的停車難問題有著非常積極的意義。本文所設(shè)計的非接觸式IC卡停車場收費系統(tǒng)，能夠滿足一個停車場收費所能需要的基本功能，其操作簡單，可實現(xiàn)性強。本設(shè)計完成了七個部分電路的設(shè)計：單片機及外圍電路，鍵盤電路，顯示電路，存儲器電路，串口通信電路， 讀寫模塊，時鐘模塊。以ATMEL公司的AT89C51單片機作為微控制器，采用MF RC500讀寫模塊，鍵盤采用44矩陣鍵盤，以DS1302作為系統(tǒng)時鐘，以AT24C02作為不掉電存儲器，采用LCD顯示，并以RS232接口和計算機通信，組成一套功能齊全的非接觸IC卡讀寫系統(tǒng)。當IC卡在天線區(qū)域經(jīng)過時，單片機自動需求對IC卡進行讀寫，再把讀/寫卡的時間一起存到存儲器中，計算機可以通過串口把相關(guān)讀/寫卡信息讀到計算機上。本設(shè)計從原理上進行設(shè)計計算，畫出了程序流程圖，寫出了程序代碼，并繪制了相應(yīng)的電路圖。但由于作者的經(jīng)驗限制，在設(shè)計的過程中，走了不少彎路，過程可謂相當糾結(jié)痛苦，所幸，經(jīng)過多次努力以及同學老師的幫助，終于使得設(shè)計初級雛形。但由于時間和個人能力問題，本設(shè)計還存在明顯不足和可待優(yōu)化功能，需要進行多方面的后續(xù)開發(fā)，使其功能更加完善：可添加“車類型”判斷，由此區(qū)分是屬于大型車，還是小型車，因為車型不同占用的停車空間不同，所以收費應(yīng)該也有所不同。添加“不收費時間”判斷：有一些停車場可能希望如果車主只是停了幾分鐘，就不想收費的話，可以進行相關(guān)設(shè)置，如果想取消此功能可以去掉。可以添加語言提示，這樣系統(tǒng)就更實用話一些。車位滿提示燈，如若停車場車位已滿，則提示，這樣效果更直觀。本設(shè)計能夠完成停車場收費系統(tǒng)的基本功能，但若將以上的幾個功能引進，則效果非?？捎^。本設(shè)計還可以簡單修改后以應(yīng)用于其他電子消費場合，如食堂售飯、公交、圖書館等場合，還可以用于公司的門禁考勤系統(tǒng)，具有很好的市場推廣價值。 參考文獻 [1]何立民. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京： 北京航空航天大學出版社, 1995．[2]沈宇超. 射頻識別技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用, 2007(1)：89．[3]李宏, 張家田. 液晶顯示器件應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2003．[4]王卓人, 鄧晉鈞, 劉宗祥. IC卡的技術(shù)與應(yīng)用. 北京： 電子工業(yè)出版社, 1999： 4952．[5]劉錚. 非接觸式IC卡射頻識別技術(shù)[J]. 信息技術(shù), 2006, 3(4)： 812．[6]范久臣. 實時時鐘芯片在單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 沈陽教育學院學報，2005， 7(4)： 132134．[7]張文. 自動售貨機IC卡收費模塊的設(shè)計與應(yīng)用[J]微計算機信息, 2006, 2 2： 201 203．[8]張洪潤, 藍清華. 單片機應(yīng)用技術(shù)教程[M]. 北京： 清華大學出版社, 1997．[9]李戰(zhàn)明. 基于串行接口芯片的單片機智能控制器的設(shè)計與實現(xiàn). 電子技術(shù)應(yīng)用, 1999, (12）： 6667.[10]張俊杰, 喬誼正. 非接觸式IC卡讀寫模塊的應(yīng)用開發(fā). 世界電子元器件, 2004, 2：4446．[11] MF RC500 Highly Integrated ISO14443A Reader IC Design Data Sheet. Philips Semiconductor, 2002.[12]Micore Reader IC family Directly Matched Antenna Design. Philips semiconductors, 2002.[13]李淑琴, 范蟠果. 射頻識別非接觸式IC卡讀卡器的設(shè)計[J]. 計算機測量與控制, 2007(3)：378380．[14]譚浩強. C程序設(shè)計[M]. 北京： 清華大學出版社, 2003.[15]張齊, 杜群貴. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)－－基于C語言編程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2004．致謝首先我要感謝我的導師萬忠民老師，老師的教誨是我一生中最寶貴的財富。本文就是在萬老師的悉心指導下完成的，從論文的選題、項目的研究開發(fā)到論文的撰寫和修改，無不滲透著老師的心血和他對學生的一片盛情，尤其是萬老師獨特的培養(yǎng)方式和開放的現(xiàn)代思維，令學生不僅在學術(shù)上緊跟世界的前沿熱點，也開闊了視野，在思想上得到了升華，同時萬老師為人誠懇、舉重若輕的人格魅力和言傳身教、誨人不倦的授業(yè)精神使我深深佩服并獲益匪淺，萬老師給予了我們一個良好的成才空間，在此，我謹向辛勤培育我們的萬老師致以崇高的敬意和誠摯的感謝！還要感謝那些曾經(jīng)給我?guī)椭槲沂谡n、予我知識、助我成才的老師們，他們在實驗條件的建立、前沿知識的傳授以及人生道路問題的探討上同樣使我收益頗多，謝謝你們的幫助、關(guān)心和鼓勵！最后還要感謝在百忙之中評閱我論文的各位老師，謝謝！在本論文的寫作和相關(guān)研究工作中，我同班同學都給予了我很多熱心的幫助和熱情的鼓勵，使我順利走過了這段充實的生活。我要向他們中的每一個人表示由衷的感謝，我會永遠記住這段美好時光。在我完成這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，當看到自己將專業(yè)知識用于解決實際的問題時，那份成就感和喜悅感是難以形容的。但是，在實際的編程以及調(diào)試程序過程中，我發(fā)現(xiàn)自己所應(yīng)該學的太多太多。光靠自己在書本上所學過的這點知識是遠遠不夠的，我由此真正地認識到了工作就是學習的道理。再次向所有幫助過我的人表示衷心的感謝！謝謝你們！附錄附錄1：總電路圖附錄2 部分程序清單includeincludeincludesbit E=P1^2。 //1602使能引腳sbit RW=P1^1。 //1602讀寫引腳 sbit RS=P1^0。 //1602數(shù)據(jù)/命令選擇引腳sbit ACC0 = ACC^0。sbit ACC7 = ACC^7。sbit P3_2 = P3^2。sbit P3_5 = P3^4。sbit T_CLK = P1^6。 /*實時時鐘時鐘線引腳 */sbit T_IO = P3^5。 /*實時時鐘數(shù)據(jù)線引腳 */sbit T_RST = P1^7。 /*實時時鐘復位線引腳 */sbit scl=P1^5。 //24c02 SCLsbit sda=P3^6。 //24c02 SDAuchar code table[10] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。uint write。//寫標志位uchar sec, min, hour, day, month, year。uchar sec1, min1, hour1, da