【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 行總線上實(shí)現(xiàn)不同位速率的通信、串XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文7行時(shí)鐘同步可作為握手機(jī)制使串行傳輸掛起和恢復(fù)等特性。（3）通用并行 I/O 口 沒有連接到特定外設(shè)功能的管腳由 GPIO 寄存器進(jìn)行控制。管腳可以動(dòng)態(tài)配置為輸入或輸出。寄存器可以同時(shí)對(duì)任意輸出口進(jìn)行置位或清零。輸出寄存器的值以及管腳的當(dāng)前狀態(tài)都可以讀出。I/O 口具有單個(gè)位的方向控制、輸出置位和清零可單獨(dú)控制、所有 I/O 在復(fù)位后的默認(rèn)狀態(tài)都為輸入等特性。 M2102G 非接觸式讀寫模塊M2102G 非接觸式讀寫模塊可應(yīng)用到提供非接觸式閱讀器中，范圍涉及門禁控制、邏輯訪問、物品追蹤等。M2102G 符合 ISO 14443 A/B 和 ISO 15693 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并能與 Sony 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)取得通信。在透明模式中，它能與符合以上標(biāo)準(zhǔn)的任何芯片取得通信。包括天線在內(nèi)尺寸僅為 6 x ，設(shè)計(jì)優(yōu)化，形狀小巧。這樣它就更容易安裝到尺寸迷你的便攜式電子訪問控制設(shè)備中，進(jìn)行非接觸式信息讀取。它的卡片自動(dòng)檢測(cè)功能和低功耗設(shè)計(jì)可在電池供電的設(shè)備中起到省電節(jié)能的作用，設(shè)備能夠連續(xù)運(yùn)行多年。M2102G 提供了 picopass174。 安全措施，包括密鑰管理和加密計(jì)算。它們確保了 picopass174。 / micropass174。 、閱讀器、主機(jī)設(shè)備之間的身份驗(yàn)證和通信都是安全可靠的。M2102G 帶有擴(kuò)展存儲(chǔ)空間，可另行下載及存儲(chǔ)軟件，優(yōu)化芯片與閱讀器的通信時(shí)間，或者使功能變得更加個(gè)性化。M2102G 支持雙標(biāo)準(zhǔn) 非接觸式讀寫模塊也具有接觸式功能。進(jìn)行通信時(shí)，它可以和常規(guī)的接觸卡一樣 — 采用 ISO7816, T=0。 因此，它是一種可將閱讀器從接觸式轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙佑|式的工具。M2102G 非接觸式讀寫模塊具有兼容 ISO 14443Aamp。B、ISO 1569Sony 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，工作距離可達(dá) 、尺寸小、低功耗（工作模式下 50mA,待機(jī)模式下50μA） 、待機(jī)模式下的卡片自動(dòng)檢測(cè)功能、加密安全管理功能、便于系統(tǒng)集成、UART 串行接口、額外存儲(chǔ)空間用于應(yīng)用軟件下載、 250 字節(jié)的通信緩沖器等特性。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案軟件是閱讀器的重要組成部分，主要包括：XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文8底層支持軟件用于控制電子標(biāo)簽的讀寫、密碼驗(yàn)證等；采用 C 語(yǔ)言編寫。已針對(duì)不同操作分別形成子程序模塊，如加電、下電、串口初始化、I2C 初始化、讀卡程序等。通訊軟件包括閱讀器與 PC 的聯(lián)機(jī)遇訊軟件和通過閱讀器實(shí)現(xiàn)與 PC 的信息上傳下達(dá)的脫機(jī)管理軟件，用于將 PC 的管理信息、應(yīng)用數(shù)據(jù)、等下載讀寫器，將讀寫器中的相關(guān)記錄與信息上傳 PC 機(jī)。本設(shè)計(jì)方案中采用了 RS232 通信協(xié)議。鍵盤顯示程序用于讀寫器人機(jī)交互；上位機(jī)軟件PC 端的高級(jí)語(yǔ)言程序，主要包括刷卡記錄、通訊、控制等模塊。XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文9第 3 章 電子標(biāo)簽閱讀器硬件設(shè)計(jì) 閱讀器電源設(shè)計(jì)LPC2210 微控制器均使用兩組電源，I/O 口供電電源為 ，內(nèi)核及片內(nèi)外設(shè)供電電源為 ，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)為 應(yīng)用系統(tǒng)。首先由 220V 交流電通過變壓器與整流橋?qū)⒔涣麟娮優(yōu)?9V 直流電壓。9V 直流電壓通過穩(wěn)壓芯片得到所需電壓。 5V 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)5V 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)可以采用兩種方案，一種方案為采用 LM7805 集成線性穩(wěn)壓芯片，另一中方案為采用 LM2575 開關(guān)電源芯片。7805 穩(wěn)壓塊產(chǎn)生 5V 電壓。但 7805 的一個(gè)明顯缺點(diǎn)，是當(dāng)輸入電壓大于 12 伏時(shí)，發(fā)熱會(huì)很厲害，最大的輸入電壓也只能到 15 伏左右。原因在于 7805 屬于線性穩(wěn)壓。即如果輸入 12V，就有 7V 電壓是完全的發(fā)熱浪費(fèi)掉。解決這個(gè)問題的有效方法是改用開關(guān)式的電源 IC。LM2575 是一個(gè)比較好的選擇。7805 與 LM2575 的電壓輸入與輸出關(guān)系曲線如圖 31 所示。LM2575 主要特性是： (a) 7805 輸入與輸出電壓線性曲線 (b) LM2575 輸入與輸出電壓線性曲線圖 31 7805 與 LM2575 芯片輸入電壓與輸出電壓關(guān)系曲線XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文10 P+ , 固定輸出 5V 電壓可調(diào)整輸出的電壓版本輸出電壓是 到 37 伏 (HV 版本可達(dá) 57V)最大輸出電流 1A輸入電壓最高 40V (HV 版本最高 60V)內(nèi)部振蕩頻率為 52KTTL 關(guān)閉功能，待機(jī)狀態(tài)極低功耗使用高可靠的標(biāo)準(zhǔn)電感 (330uH)溫度及電流限制保護(hù)鑒于 LM2575 以上的優(yōu)點(diǎn)故在本設(shè)計(jì)采用 LM2575 作為 5V 電壓產(chǎn)生芯片。設(shè)計(jì)電路原理圖如圖 32 所示。圖 32 基于 LM2575 的 5V 電壓產(chǎn)生電路原理圖 與 電壓產(chǎn)生電路 電壓產(chǎn)生電路中采用了 LDO 芯片 和 其特點(diǎn)為輸出電流大，輸出電壓精度高，穩(wěn)定性高等。兩塊芯片的電壓輸出特性如表 31所示。SPX1117 為一個(gè)低功耗正向電壓調(diào)節(jié)器，其可以用在一些高效率，小封裝的低功耗設(shè)計(jì)中。SPX1117 有很低的靜態(tài)電流，在滿負(fù)載時(shí)其低壓差僅為 。當(dāng)輸出電流減少時(shí)，靜態(tài)電流隨負(fù)載變化，并提高效率。SPX1117 可調(diào)節(jié)，以選擇，，， 及 5V 的輸出電壓。XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文11SPX1117 為提供多種 3 引腳封裝：SOT223 ，TO252，TO220 及 TO263。一個(gè) 10uF 的輸出電容可有效地保證穩(wěn)定性，然而在大多數(shù)應(yīng)用中，僅需一個(gè)更小的 電容。表 31 與 芯片電壓輸出特性PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS VersionOutput Voltage IOUT = 10mA, VIN =, TJ = 25186。C10mA ≤ IOUT ≤ 800mA, ≤ VIN ≤ 10V V VersionOutput Voltage IOUT = 10mA, VIN =, TJ = 25186。C10mA ≤ IOUT ≤ 800mA, ≤ VIN ≤ 10V VSPX1117 特性： 穩(wěn)定輸出電流；1A 穩(wěn)定峰值電流；3 端可調(diào)節(jié)(電壓可選：，，， 及 5V)；低靜態(tài)電流； 時(shí)低壓差為 ；% 線性調(diào)整率/%負(fù)載調(diào)整率； 陶瓷電容即可保持穩(wěn)定；過流及溫度保護(hù)；以 SPX1117 為穩(wěn)壓芯片產(chǎn)生 與 電壓的電路原理圖如圖 33 所示。XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文12圖 33 與 電壓產(chǎn)生 閱讀器串口通信硬件設(shè)計(jì) RS232 協(xié)議概述RS323C 標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó) EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與 BELL 等公司一起開發(fā)的 1969年公布的通信協(xié)議。全名是數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE(Data Terminal Equipment)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備 DCE（Data Communication Equipment) 之間 串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在 0～20220b/s 范圍內(nèi)的通信。RS232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 EIARS232C 標(biāo)準(zhǔn)，其中 EIA(Electronic Industry Association)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（Remeded Standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232 是標(biāo)識(shí)號(hào)，C 代表 RS232 的最新一次修改（1969） ，在這之前，有 RS232B、RS232A。EIARS232C 對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。規(guī)定如下：在 TxD 和 RxD 上： 邏輯 1(MARK)=3V～15V 邏輯 0(SPACE)=+3～＋15V在 RTS、 CTS、DSR、DTR 和 DCD 等控制線上：信號(hào)有效（接通， ON 狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V 信號(hào)無(wú)效（斷開，OFF 狀態(tài)，負(fù)電壓) =3V～15V 以上規(guī)定說明了 RS323C 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1” 的電平低于3V 邏輯“0”的電平高于+3V對(duì)于控制信號(hào)：接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平高于+3V 斷開狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無(wú)效的電平低于3V 也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于 3V 時(shí)，電路可以有效地檢查出來(lái)，介于3～+3V 之間的電壓無(wú)意義，低于15V 或高于+15V 的電壓也認(rèn)為無(wú)意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在177。(3～15)V 之間。(a) 電壓產(chǎn)生電路 (b) 電壓產(chǎn)生電路XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文13EIARS232C 與 TTL 轉(zhuǎn)換：EIARS232C 是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與 TTL 以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠讓計(jì)算機(jī)接口與終端的 TTL 器件連接，必須在 EIARS232C 與 TTL 電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如 MAX232 芯片可完成 TTL←→EIA 雙向電平轉(zhuǎn)換。連接器的機(jī)械特性：電纜長(zhǎng)度：在通信速率低于 20kb/s 時(shí)，RS232C 所直接連接的最大物理距離為15m（50 英尺） 。最大直接傳輸距離說明：RS232C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用 MODEM，在碼元畸變小于 4%的情況下，DTE 和 DCE 之間最大傳輸距離為 15m（50 英尺） 。為了保證碼元畸變小于 4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于 2500pF。RS232C 的接口信號(hào):RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口有 25 條線， 4 條數(shù)據(jù)線、11 條控制線、 3 條定時(shí)線、7 條備用和未定義線，常用的只有 9 根，它們是：（1）聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)線：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（Data set readyDSR)——有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明處于可以使用的狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好(Data set readyDTR)——有效時(shí)（ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。請(qǐng)求發(fā)送(Request to sendRTS)——用來(lái)表示 DTE 請(qǐng)求 DCE 發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效（ON 狀態(tài)） ，向 MODEM 請(qǐng)求發(fā)送。允許發(fā)送（Clear to sendCTS）——用來(lái)表示 DCE 準(zhǔn)備好接收 DTE 發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，是對(duì)請(qǐng)求發(fā)送信號(hào) RTS 的響應(yīng)信號(hào)。接收線信號(hào)檢出(Received Line detectionRLSD)——用來(lái)表示 DCE 已接通通信鏈路，告知 DTE 準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出(Data Carrier dectectionDCD）線。振鈴指示(RingingRI)——當(dāng)該信號(hào)有效（ON 狀態(tài)） ，通知終端，已被呼叫。（2）數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線：發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmitted dataTxD)——通過 TxD 終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送，(DTE→DCE)。XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文14接收數(shù)據(jù)(Received dataRxD)——通過 RxD 線終端接收串行數(shù)據(jù)，(DCE→DTE)。（3）地線有兩根線 SG、PG ——信號(hào)地和保護(hù)地信號(hào)線，無(wú)方向。當(dāng)通信距離較近時(shí)，通信雙方可以直接連接，這種情況下，只需使用少數(shù)幾根信號(hào)線。最簡(jiǎn)單的情況，在通信中根本不需要 RS232C 的控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)，只需三根線（發(fā)送線、接收線、信號(hào)地線）便可實(shí)現(xiàn)全雙工異步串行通信。 SP3232E 芯片簡(jiǎn)介串口通訊對(duì)單片機(jī)而言意義重大，不但可以實(shí)現(xiàn)將單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X端，而且也能實(shí)現(xiàn)電腦對(duì)單片機(jī)的控制。LPC2210 有兩個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。在最簡(jiǎn)單的 RS232 直接傳送通信系統(tǒng)中，僅用信號(hào)發(fā)送端(TXD)，信號(hào)接收端 (RXD)和信號(hào)地(GND)3 根線即可進(jìn)行通信；若以應(yīng)答方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可使用請(qǐng)求發(fā)送(RTS)、清除發(fā)送(CTS)或數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備(DTR)、數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備 (DSR)進(jìn)行硬件握手，但由于握手方式占用其他的端口，而單片機(jī)的端口數(shù)量有限，所以，計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的通信常采用直接傳送的方式。在 51單片機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件， ，單片機(jī)的串口是 TTL 電平的，邏輯低電平“0”應(yīng)不大于 V，邏輯高電平“1”應(yīng)不小于 2 V，而電腦的串口是RS232 電平，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，方案中采用了專用芯片 SP323E進(jìn)行轉(zhuǎn)換。將串口 RXD 和 TXD 的信號(hào)轉(zhuǎn)換成 RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)的電平，這樣，二者之間就可以通過 RS232 接口進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的傳送。SP3232E 系列是 RS232 收發(fā)器對(duì)便攜式或手持式應(yīng)用，如筆記本或掌上型電腦的一種解決方案。SP3232E 系列有一個(gè)高效的電荷泵，工作電壓為 時(shí)只需 電容就可進(jìn)行操作。電荷泵允許 SP3232E 系列在+ 到+ 內(nèi)的某個(gè)電壓下發(fā)送符合 RS232 的信號(hào)。 SP33232E 系列是一個(gè) 2 驅(qū)動(dòng)器/2 接收器的器件，適用于便攜式或手持式設(shè)備（如筆記本或掌上型電腦） 。SP3232E 器件的 ESD 保護(hù)使得驅(qū)動(dòng)器和接收器的管腳可承受177。15kV 人體放電模式，和 IEC100042 氣隙放電模式。SP3222E 器件包含一種低功耗關(guān)斷模式，該模式下器件的驅(qū)動(dòng)器輸出和電荷泵被禁止。關(guān)斷狀態(tài)下，電源電流低于 1μA。XX 大學(xué)本科生畢業(yè)論文15圖34 SP3232E典型工作電路SP3222E 和 SP3232E