【文章內(nèi)容簡介】 ，節(jié)約了成本。射頻卡系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關(guān)的 信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。同時射頻卡的安全性和保密性很高，操作方便，快速。 [1] 在繳費(fèi)系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)和射頻卡技術(shù)，控制容易，擴(kuò)展功能方便，管理將更有效率，將兩者的優(yōu)勢結(jié)合在一起。該系統(tǒng)在城市繳費(fèi)中必然發(fā)揮重大作用。 研究的意義和目的 城市公交系統(tǒng) ，高速公路， 地鐵的自動收費(fèi)系統(tǒng) ，水電費(fèi) 收費(fèi)系統(tǒng) ， 醫(yī)療保險系統(tǒng) 等， 其工作的質(zhì)量與效率會直接影響到人民群眾的日常生活和工作 ，本系統(tǒng)的應(yīng)用必然極大地提高城市居民的生活便利程度，一定程度上緩解城市交通的擁擠。??? 利用現(xiàn) 代計算機(jī)和通訊技術(shù)，實現(xiàn) 城市繳費(fèi)射頻 卡收費(fèi)系統(tǒng) ， 能顯著提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平，為公交運(yùn)營管理提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)字信息，獲得明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益 。 現(xiàn)代化城市開始朝著一卡通方向發(fā)展。 一卡通的城市繳費(fèi)系統(tǒng)，是一個革命性 － 2 － 的轉(zhuǎn)變，要經(jīng)過基本系統(tǒng)在基層領(lǐng)域的長時間的實踐應(yīng)用中不斷完善和發(fā)展。一旦實現(xiàn)，對于城市的整體競爭力的提高，會有很大幫助。 研究的內(nèi)容 本課題研究的內(nèi)容是基于單片機(jī)的射頻卡繳費(fèi)系統(tǒng)。系統(tǒng)以 AT89S52 單片機(jī)作為處理單元，應(yīng)用 ZLG500A 射頻卡讀寫模塊，將讀取射頻卡中用戶的資料，實現(xiàn)自動繳 費(fèi)，并將射頻卡號和帳戶余額信息發(fā)送到 12864 液晶顯示模塊電路進(jìn)行顯示。當(dāng)余額不足扣費(fèi)時候發(fā)出警報。 同時將讀取到的數(shù)據(jù)通過串口通信電路傳送到 PC 界面，顯示出來讓使用者可以直觀的了解當(dāng)時情況。設(shè)計應(yīng)該有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可操作性，使系統(tǒng)在長期使用的情況下不容易損壞，能夠簡單得被工作人員操作，使其能夠廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。 － 3 － 第 2 章 系統(tǒng)概況 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng) 具體工作過程 接通電源后，系統(tǒng)不停地檢測 ZLG500A 周圍是否有可以識別的 RF 卡，如果有，AT89T52 就把卡內(nèi)預(yù)設(shè)單元數(shù)據(jù)讀回，減去預(yù)設(shè)繳費(fèi)值，然后將處理后的數(shù)據(jù)通過ZLG500A 存儲卡內(nèi)，接著將卡掛起，避免一次刷卡進(jìn)行多次繳費(fèi)操作。一次繳費(fèi)操作（一次讀取一次存儲）的時間小于 5ms，而人進(jìn)行一次刷卡操作的時間大于 ，因此正常刷卡不會影響對卡的讀寫操作。 操作結(jié)束后系統(tǒng)會控制蜂鳴器與 LED提示操作完畢，之后會在 12864 液晶上顯示個人信息，包括 ，本次扣除金額，等。個人信息也是事先用 ZLG500A寫的。在一次操作結(jié)束后， AT89S52 控制 RS232 串行通訊口將剛剛操作的 ID 和金額信息發(fā)給上位機(jī)，一邊數(shù)據(jù)庫聯(lián)網(wǎng)操作。 這就是一次完整的繳費(fèi)過程。 可靠性和可行性分析 由于單片機(jī)芯片主要應(yīng)用于工業(yè)控制，只能化儀器儀表和家用電器，因此對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。可靠性是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性通常是指在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間 內(nèi)，完成規(guī)定工作的能力。其中規(guī)定條件是指系統(tǒng)工作時所處的環(huán)境（溫度，濕度，振動，電磁干擾等），維護(hù)條件，使用條件等；規(guī)定時間是指考察系統(tǒng)是否正常工作的起止時讀卡模塊 ZLG500A 數(shù)據(jù) 串口通信模塊 （連接 PC 機(jī)） 發(fā)送 單片機(jī) AT89S52 顯示 顯示模塊 LCD12864 － 4 － 間；規(guī)定動作則是系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)的功能。 [3] 提高系統(tǒng)的可靠性也就是要減少系統(tǒng)的故障，而引起故障的因素有來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部兩個方面。 外部因素：例如環(huán)境溫度，濕度，電源的波動，電磁干擾，沖擊，振動，腐蝕等。 內(nèi)部因素：它出現(xiàn)在系統(tǒng)的硬件及軟件上。其中包括電路連線短路或開路，構(gòu)成電路的元器件損壞失效等，另外還包括軟件設(shè)計中的問題。 一個高可靠性的單片機(jī)應(yīng)用系 統(tǒng)是通過可靠性設(shè)計而產(chǎn)生的，并通過可靠性生產(chǎn)和可靠性使用及維護(hù)來保證的。因此，在系統(tǒng)設(shè)計時要充分利用可靠性的概念和方法考慮系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。 同時，該系統(tǒng)要廣泛應(yīng)用于社會的繳費(fèi)系統(tǒng)，這就對系統(tǒng)的可行性提出了很高的要求。 單片機(jī)是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個芯片中，使計算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中 ， 靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能 。 將單片機(jī)技術(shù)和射頻卡技術(shù)有效地結(jié)合起來，必然給社會的發(fā)展帶來巨大的效益。 主要器件的選用 1．單片機(jī) ： Atmel 公司的 AT89S52。 2．射頻卡讀寫模塊電路 ： ZLG500A 射頻卡讀寫模塊電路。 3．液晶顯示模塊電路： MGLS12864 點(diǎn)陣式 LCD。 4．串口通信模塊： 美信公司的串口接口電路 max3232。 － 5 － 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 MCU 單片機(jī) AT89S52 的介紹 微處理器 (MCU)AT89S52 簡介 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力 (如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 )的微處理器 (CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，只讀程序存儲器 (ROM)，輸入輸出電路 (I/O 口 )，定時計數(shù)器，串行通信口和中斷系統(tǒng)集成在同一塊硅片的器件，其是 一個最小然而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。 本系統(tǒng)設(shè)計選用 美國 ATMEL 公司所生產(chǎn) 的 AT89S52 單片機(jī)如圖 3－ 1所示，工作系統(tǒng)控制核心，因為其兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，是一種低功耗高性能 CMOS 8位單片機(jī)， 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 2個16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 AT89S52 含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫 1000次左右的只讀程序存儲器（ PEROM）。 AT89S52相對于 AT89C52增加的新功能包括： (1)新增加很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比 89C52更低！ (2)ISP 在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個強(qiáng)大易用的功能。 (3)最高工作頻率為 33MHz，大家都知道 89C52的極限工作頻率是 24M，就是說 S52 具有更高的工作 頻率，從而具有了更快的計算速度。 (4)具有雙工 UART 串 行通道。 (5)內(nèi)部集成看門狗計時器，不再需要像 89C52那樣外接看門狗計時器單元電路。 (6)全新的加密算法，這使得對于 AT89S52 的解密變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。 (7)兼容性方面：向下完全兼容 51 全部字系列產(chǎn)品。比如 805 89C52 等等早期MCS51兼容產(chǎn)品。 [1][4] 圖 31 AT89S52引腳 圖 31 AT89S52 引腳圖 － 6 － AT89S52 功能特性描述 At89s52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： ? 8k 字節(jié) Flash， ? 256 字節(jié) RAM， ? 32 位 I/O 口線， ? 看門狗定時器， ? 2 個數(shù)據(jù)指針， ? 三個 16 位 定時器 /計數(shù)器， ? 一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)， ? 全雙工串行口， ? 片內(nèi)晶振及時鐘電路 ， 另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 引腳說明 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。 － 7 － 在 flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 引腳號第二功能 : ? 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(qiáng)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 ， p3 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， P3 口也接收一些控制信號。 端口引腳 第二功能 ? RXD(串行輸入口 ) ? TXD(串行輸出口 ) ? INTO(外中斷 0) ? INT1(外中斷 1) ? TO(定時 /計數(shù)器 0) ? T1(定時 /計數(shù)器 1) ? WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) ? RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。 RST—— 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 － 8 － ALE/PROG—— 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定 時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。 PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期 兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲