【導讀】{ "error_code": 17, "error_msg": "Open api daily request limit reached" }

　　

【正文】 為高時 ， 內(nèi)部灌電流關閉 ， 振蕩器停止 ， 輸入端與外部斷開該管腳的下降沿啟動內(nèi)部復位 。 32 OSCOUT 晶振輸出 ； 振蕩器反向放大器輸出 。 MFRC500 電路連接 MFRC500 的復位和掉電檢測引腳 RSTPD 與 AT89C52 的 口相連，并通過 TX1，TX2 連接有源天線，通過合適的濾波與匹配電路連接到天線電路的 RX引腳。如圖 39所示。 C215pFC7104C115pFOSCIN1IRO2MFIN3MFOUT4TX15TVDD6TX27TVSS8NCSNCS 9NWRWR 10NRDRD 11DVSS12D013D114D215D316OSCOUT30RSTFD31 RSTFDVMID30 VMIDRX29 RXAVSS28AUX27AVDD28DVDD25A224A123A022ALE21D720D619D518D417E1100UF/36VVCCC3VCCVCC1 2CY1 圖 39 MFRC500電路連接圖 MFRC500 匹配電路和天線的設計 MFRC500 通過天線驅(qū)動引腳 TX1 和 TX2 驅(qū)動的天線以 的電磁波形式發(fā)送出去。在其射頻范圍內(nèi)的 RFID 卡采用 RF 場的負載調(diào)制進行響應。天線接收到卡片的響應信 號經(jīng)過天線匹配電路送到 MFRC500 的接收引腳 RX，芯片內(nèi)部的接收器對接收的信號進行解調(diào)、譯碼，并根據(jù)寄存器的設定進行處理，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接口由微控制器讀取。為了獲取穩(wěn)定、可靠的射頻信號，天線部分的電路設計非常關鍵。 下面著重介紹本設計采用的直接匹配天線電路。 匹配電路包括 EMC 低通濾波器、接收電路、天線匹配電路和天線。 1） EMC 低通濾波電路 :MIFARE 系統(tǒng)在 頻率下操作 ,石英晶振產(chǎn)生用于驅(qū)動 MFRC500以及作為驅(qū)動天線的 ,這樣會產(chǎn)生比該頻率 更高的諧波 ,因此對輸出信號必須進行適當?shù)臑V波 ,低通濾波器元件包括 L0和 C0,如圖 310所示。 L0L0C0C0TX1GNDTX2TX1ANTTX2ANT 圖 310 低通濾波器 2） 接收電路 : MFRC500 的內(nèi)部接收部分使用了一個新的接收概念。它使用卡響應的副載波負載調(diào)制所產(chǎn)生的兩個邊頻帶，能夠在芯片的內(nèi)部對接受到的副載波進行解調(diào)，不再需要外部濾波電路。 本設計使用內(nèi)部產(chǎn)生的 VMID 電勢作為 Rx 管腳的輸入電勢。為了減少干擾，在VMID 管腳連接一個電容到地。讀卡器的接收部分需要在 Rx 和 VMID 引腳之間連接一個分壓器。 另外，在天線線圈和分 壓器之間串連一個電容 。圖 311就是使用的接收電路 。 C3C4R1R2天線VMIDRX 圖 311 接收電路 3） 天線匹配電路 :其中的元器件參數(shù)與天線的電氣特性和環(huán)境有關。電路如圖312 所示。 CP1CP2CSCapCSCap天線TX1ANTGNDTX2ANT 圖 312 天線匹配電路 天線 :天線設計中 ,最重要的是計算出天線線圈的電感量 ,從而確定天線旁路電容和電阻值。一般采用經(jīng)驗公式對線圈電感量進行估算。假設天線設計為常用的環(huán)行或者矩形 ,則有 : L1=2I1［ ln｜ I1/D1｜ K］ （ 31） 式 31中 ,I1為導體環(huán)一圈的長度 。D1為導線直徑或者 PCB板上導體的寬度 。K為天線形狀因素 (環(huán)行天線 K=,矩形天線 K=)。N1為圈數(shù)。 完整的直接匹配天線設置及元件選取 RXVMIDAGNDTX1TGNDTX2R1R2Rex1Rex1C?CapcsC3c0csCap2c0L0L0Cap1 圖 313 完整的直接匹配天線設置 表 32 EMC濾波和接收電路的值 元件 值 注釋 LO 177。10% 屏蔽的磁場 C0 47pH177。5% Np0 材料 R1 820Ω177。5% R2 177。5% C3 15 pH177。2% Np0 材料 C4 100μF177。2% Np0 材料 電容 Cs和 Cp的值由天線本身和環(huán)境影響來 決定 。 通信模塊設計 本設計中實現(xiàn)通信距離的要求在 10m 左右，故單片機的串口采用的是 RS232 的方式與 PC機進行串口通信。 RS232 是為點對點通訊而設計的，其驅(qū)動器負載為 3～ 7k，適合本地設備之間的通信。 RS232 接口標準主要有以下四點： 1)接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與 TTL電平不兼容故使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 TTL 電路連接。 2)傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為 20Kbps。 3)接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式。 4)傳輸距離有限，最大傳輸距離 標準值為 50 英尺，實際上在 50米左右。 本設計采用的是美信公司專門為電腦的 RS232 標準串口設計的接口電路 MAX232芯片，使用 +5v 單電源供電。圖 313為 MAX232 的芯片封裝圖 。 12345678 910111213141516MAX232C1+V+C1C2+C2VT2OUTT2INVCCGNDT1OUTR1OUTR1INT1INT2INR2OUT 圖 313 MAX232的芯片封裝圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 1 1 1 14 腳 構(gòu)成兩個數(shù)道。其中 13腳 (R1IN)、 12腳 (R1OUT)、 11腳 (T1IN)、 14腳 (T1OUT)為第一數(shù)據(jù)通 8腳 (R2IN)、9 腳 (R2OUT)、 10腳 (T2IN)、 7腳 (T2OUT)為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT 送到電腦DB9插頭； DB9插頭的 RS232數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從 R1OUT、R2OUT 輸出。 第三部分是供電。 15 腳 GND、 16腳 VCC(+5v)。 4 門禁系統(tǒng)的相關軟件設計 單片機編程使用的語言一般為匯編語言和 C 語言。采用匯編語言編程的優(yōu)點是代 碼生成效率高，程序運行速度快 。缺點是程序的可讀性和可移植性比較差，而且用匯編語言編寫單片機應用系統(tǒng)程序的周期長，調(diào)試和排錯比較困難。 C語言是一種通用編程語言它提供高效代碼結(jié)構(gòu)化編程元素及豐富的運算符 C 不是一個大型的語言不是為特定領域內(nèi)的應用而設計的 C 的普遍性使它可以為各種不同的軟件任務提供便利有效的編程方案許多應用設計使用 C 比其它專門語言更有效。 德國 Keil軟件公司的 C51編譯器可以直接對 8051系列單片機的內(nèi)部特殊功能寄存器進行操作，直接訪問片內(nèi)或片外存儲器，還可以進行各種位操作，能夠產(chǎn)生簡潔、高效率的程序代碼。而 Keil 的 C51 優(yōu)化交叉編譯器 MS DOS 版是完全符合 ANSI 美國國家標準協(xié)會標準的 C語言工具 C51 編譯程序產(chǎn)生 8051 單片機使用的代碼但它不是一個適合 8051 目標硬件的通用 C 編譯器。 對于大多數(shù) 8051 應用使用像 C這樣的高級語言比使用匯編程序更具優(yōu)點，例如： 1)不需要了解處理器的指令集對 8051 的存儲器結(jié)構(gòu)也不必要了解。 2)寄存器分配和尋址方式由編譯器進行管理。 3)指定操作的變量 選擇組合提高了程序的可讀性。 4)可使用與人的思維更相近的關鍵字和操作函數(shù)。 5)與使用匯編語言編程相比程序的開發(fā)和調(diào)試時間大大縮短。 6)庫文件可提供許多標準的例程例如格式化輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和浮點運算加入到應用程序當中。 7)通過 C可實現(xiàn)模塊化編程技術(shù)從而可將已編制好的程序加入到新程序中。 C語言可移植性好且非常普及 C編譯器幾乎適用于所有的目標系統(tǒng)已完成 軟件項目可以容易地轉(zhuǎn)換到其它的處理器或環(huán)境。 因此在本設計中使用 C語言進行射頻卡讀卡器程序設計。 初始化程序設計 初始化程序的作用主要是對 MFRC500 首先進行硬件復位，然后再初始化并行接口，并給寄存器設定初始值，調(diào)用 MFRC500 的 StartUp 命令，讀 Command 寄存器值到Command 的 6位值為 00H，內(nèi)部初始化階段此時結(jié)束， MFRC500 準備接收控制；將 80H寫入 Page 寄存器以初始化微處理器接口；讀 Command 寄存器，如果該值為 00H 則微處理器接口初始化成功；在接口初始化之后通過將 0X00 寫入頁寄存器，最后要校驗從寄存器中讀得的數(shù)據(jù)。在 MFRC500 復位期間，不能執(zhí)行任何 MCU賦予的命令，以保證初始化過程的正確性，并在初始化結(jié)束后，自動進入 Idle 命令。 MFRC500 初始化流程圖如圖 41所示。 設 定 需 要 的 寄 存 器激 活 線 性 地 址 訪 問初 始 化 并 行 接 口硬 件 復 位上 電 延 時初 始 化 程 序 結(jié) 束開 始 圖 41 MFRC500初始化流程圖 讀卡程序設計 讀卡程序的設計思路是在進行初始化后，當有 Mifare1 卡進入射頻天線的有效 范圍，并被檢測到，讀卡程序則按程序順序啟動防沖突程序和認證程序，驗證成功后再操作卡片執(zhí)行讀寫程序。程序流程圖見圖 42所示。 尋 卡是 否 有 卡選 擇 卡 片防 沖 突驗 證是 否 寫 卡啟 動 串 口寫 卡卡 掛 起結(jié) 束讀 卡NYN Y開 始 圖 42 讀卡程序流程圖 電子鎖工作流程 讀寫器在讀取 IC卡的信 息后，主機對 IC卡的身份進行認證和判斷，如果認證的結(jié)果為真，則判斷該持卡 人為合法的用戶，此時主機就會給門禁控制器發(fā)送開門的控制命令，門禁控制器接收到開門命令后發(fā)送高電平至繼電器使門禁驅(qū)動器開始工作，繼電器的通電使 磁力電子鎖電磁鐵導電吸合打開該門鎖。 系 統(tǒng) 后 臺 對 I C 卡 進 行 確 認開 始認 證 結(jié) 果 為 真主 機 發(fā) 送 驅(qū) 動 門 禁 命 令門 禁 控 制 器 M C U 發(fā) 送 高 電 平繼 電 器 套 筒 ， 電 磁 鎖 打 開記 錄 認 證 信 息 并 存 儲結(jié) 束主 機 發(fā) 送 驅(qū) 動 報 警 命 令門 禁 控 制 器 M C U 發(fā) 送 高 電 平 到 報警 模 塊記 錄 信 息 并 儲 存YN 圖 43 門鎖 和報警 流程圖 結(jié)論 隨著網(wǎng)絡技術(shù)的普及， RFID 技術(shù)成為 20 實際 90 年代再次得到人們的普遍重視。現(xiàn)今， RFID 技術(shù)正處于上升期，推動自動識別行業(yè)進入了一場 技術(shù)革命進程中。與此同時， RFID 技術(shù)在門禁管理系統(tǒng)方面的應用也逐漸成熟。本文通過對射頻識別技術(shù)基礎理論的研究，結(jié)合實際中門禁系統(tǒng)的要求，提出了一種實用的設計方案，易于操作，易于維護，安全性較強。 本系統(tǒng)設計的重點是門禁系統(tǒng)的核心器件 —— 門禁控制器 。詳細研究了主控芯片、讀寫芯片以及輔助的外圍電路的功能特點、基本工作原理和連接方式，并進行了硬件方面的開發(fā)；著重分析了 MCU 對于讀寫芯片的控制流程，并且針對此過程 簡述了軟件編程流程 ，實現(xiàn)了卡片與讀卡器之間的數(shù)據(jù)通信。 本系統(tǒng)可在以下方面進行開發(fā)： 1)可以設置操作 保護，操作員臨時離開監(jiān)控臺 ,可以鎖定界面，實時監(jiān)控繼續(xù)進行，但其他人無法趁機操作管理軟件。 2)某些安全級別要求高的門，可以設置為卡 +密碼模式，每張卡都有自己獨立的密碼。如果員工的卡不慎遺失，被別人揀到也無法打開該門。也可以杜絕同事蓄意偷用別人的卡入門作案 ,并栽贓陷