【正文】 hardware IIC serial bus interface serial memory expansion。 P0, P1, P2 ports can receive the external interrupt rising edge or falling edge input。 to simulate analog parator voltage pared with the timer, can be designed A / D converter。 a large number of registers and data memory chip can participate in a variety of puting。參考文獻(xiàn)（1）沈建華等 MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用 清華大學(xué)出版社（2）謝興紅等 MSP430單片機(jī)基礎(chǔ)與實(shí)踐 北京航空航天大學(xué)出版社（3）秦龍 MSP430單片機(jī)常用模塊月綜合系統(tǒng)實(shí)例精講（4）杭州中創(chuàng)電子有限公司門禁系統(tǒng)方案（5）馬鴻雁 門禁控制器的研制北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)20014（6）賀利芳 范俊波 感應(yīng)卡門禁系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)20044（7）耿鼎發(fā) TM多功能卡在智能樓宇中的應(yīng)用智能建筑19986（8）生物認(rèn)證技術(shù)中國(guó)安防產(chǎn)品信息20051（9）淺談門禁系統(tǒng)組成及研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向（10）王陽(yáng)生 身份認(rèn)證專題中國(guó)安防產(chǎn)品信息20052（11）王愛英 智能卡技術(shù)清華版200010（12）盛嘯濤 姜延昭 樓宇自動(dòng)化 西安電子科技大學(xué)出版社2004（13）趙永江 樓宇的門禁、監(jiān)控及車庫(kù)管理系統(tǒng)20057（14）萬(wàn)強(qiáng) 趙秀濤 門禁系統(tǒng)在智能建筑中的作用大眾用電20054（15）李朝青 單片機(jī)amp。毛老師不僅給我在學(xué)業(yè)上給與細(xì)致的指導(dǎo)，而且在思想上也給與我極大的開導(dǎo)。在我的課題設(shè)計(jì)中，我著重的是軟件方面的設(shè)計(jì)，雖然達(dá)不到深入研究的程度，與國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀相比相差也是甚遠(yuǎn)，但通過查閱大量資料，我了解了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展及意義，初步掌握了ARM 的基礎(chǔ)知識(shí)。論述了射頻識(shí)別門禁系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并以MF RC500 為核心設(shè)計(jì)了門禁系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。命令執(zhí)行部分3 數(shù)據(jù)發(fā)送部分本程序的數(shù)據(jù)發(fā)送部分是在主程序中執(zhí)行的 數(shù)據(jù)發(fā)送部分總結(jié)由于過去采用磁卡或接觸式IC卡，讀寫速度慢，易磨損，使用壽命短，無(wú)法保證系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性和方便性。 數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)碼不正確，數(shù)據(jù)幀錯(cuò)誤。為了提高通訊的距離和速度，本系統(tǒng)采用RS485 通訊方式，RS485 通訊的最大通訊距離達(dá)1200m （數(shù)據(jù)傳送速率低于100kHz 波特率時(shí)）。PC 機(jī)應(yīng)用程序可以隨時(shí)通過指令呼叫門禁系統(tǒng)，在多臺(tái)門禁系統(tǒng)協(xié)同工作的情況下，只有被呼叫的門禁系統(tǒng)才能與應(yīng)用程序之間建立通訊。為了方便管理，系統(tǒng)的通訊模塊必須滿足以下幾點(diǎn)要求。這樣在系統(tǒng)得到刷卡數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)得到卡的區(qū)號(hào)和卡號(hào)，因此，接下來(lái)的查詢就比較簡(jiǎn)單了，先找到卡所屬的區(qū)的存儲(chǔ)位置接著再找卡號(hào)所對(duì)應(yīng)的卡信息。這樣如果不對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式以及查詢方式上進(jìn)行優(yōu)化，將造成系統(tǒng)查詢權(quán)限時(shí)間過長(zhǎng)，整個(gè)系統(tǒng)反應(yīng)緩慢。（2） “喂狗”不要太頻繁，這樣會(huì)造成系統(tǒng)程序冗長(zhǎng)，資源浪費(fèi)。 看門狗模塊為了防止系統(tǒng)“死機(jī)”，在硬件中采用看門狗芯片x5045 來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行。在更改密鑰A 時(shí)要設(shè)置訪問條件（），注意，密鑰設(shè)置最好設(shè)成可逆的。3 卡的選擇操作接下來(lái)的操作就是選擇某一張卡，此操作MF RC500 得到返回值80 H 。在成功進(jìn)行請(qǐng)求操作后，系統(tǒng)就可進(jìn)行下一步操作。只要有一張卡片進(jìn)入天線的有效的工作范圍內(nèi)，Request std 指令將始終連續(xù)性地再次進(jìn)行讀卡操作Request std 指令適用于那些不需要有人工干預(yù)的場(chǎng)合，即全自動(dòng)的場(chǎng)合。Request all 指令適用于那些需要有人工干預(yù)的場(chǎng)合。射頻模塊的工作流程見下圖,對(duì)Mifare 1 卡的作包括：1 請(qǐng)求操作在成功復(fù)位和初始化之后，MF RC500 控制天線向工作范圍內(nèi)的卡進(jìn)行請(qǐng)求，請(qǐng)求有Request all 和Request std 兩種，當(dāng)一張Mifare 卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)，該卡片的ATR 將啟動(dòng)，將卡片內(nèi)部數(shù)據(jù)塊0 中的卡片類型（TagType）號(hào)共2 個(gè)字節(jié)（Mifare 1 卡的返回值為00H、08H），傳送給MF RC500，建立卡片與讀寫器的第一步通信聯(lián)絡(luò)。3 如果復(fù)位成功，MF RC500 內(nèi)部的Command 寄存器的值為0，如果不為0，必須重新復(fù)位 。本射頻識(shí)別系統(tǒng)的控制元件較多，程序代碼較多，尤其對(duì)MF RC500 的控制程序，有4K 之多。由于系統(tǒng)可以清晰的分為幾個(gè)模塊，因此本系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法。5. 門禁系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)語(yǔ)言選擇軟件設(shè)計(jì)方法有三種：（1）模塊化程序設(shè)計(jì)；（2）自頂向下逐步求精程序設(shè)計(jì)；（3）結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。SetIEn為中斷允許位，將該位置1時(shí)，該寄存器內(nèi)其它的中斷控制位有效。將TX2RFEn置1,。該位置0，則寄存器地址由內(nèi)部地址鎖存器的全部?jī)?nèi)容來(lái)決定。其地址分0x00,0x08,Ox10,Ox18,Ox20,Ox28,Ox30,Ox38。InterruptRq寄存器是中斷請(qǐng)求標(biāo)志寄存器。為了使讀寫器能正常工作，完成基本的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收功能，需要涉及的寄存器有:頁(yè)寄存器、命令寄存器、發(fā)送控制寄存器、FlFO數(shù)據(jù)寄存器、中斷允許寄存器、InterruptRq寄存器等。 讀寫器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的控制程序主要是對(duì)MFR C500進(jìn)行初始化。其內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動(dòng)近操作距離的天線，可達(dá)100 mm?，F(xiàn)在，可供電子標(biāo)簽使用的幾種標(biāo)準(zhǔn)有IS010536,ISO14443,IS015693和ISO18000。當(dāng)電子標(biāo)簽經(jīng)過讀寫器電磁波有效區(qū)域時(shí)，在電磁波的激勵(lì)下，標(biāo)簽內(nèi)的LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而產(chǎn)生感應(yīng)電荷，累計(jì)到一定程度時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器的數(shù)據(jù)。電子標(biāo)簽與讀寫器之間，通過禍合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無(wú)接觸)禍合?？ㄋ凶x寫及控制的操作，并且還可以方便地嵌人到其他系統(tǒng)(如門禁、收費(fèi))中，成為用戶系統(tǒng)的一部分。正是由于這些其它識(shí)別方式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，RFID技術(shù)在生產(chǎn)、物流、交通、運(yùn)輸、醫(yī)療、防偽等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和巨大的發(fā)展前景Dl。4. 射頻讀寫器的設(shè)計(jì)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)RFID( radio frequency identification)是20世紀(jì)90年代興起的一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用其射頻信號(hào)空間禍合的傳輸特性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。其中，MSP430各系列單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器有ROM、OTP、EPROM和Flash型。MSP430的內(nèi)核CPU結(jié)構(gòu)式按照精簡(jiǎn)指令集和高透明的宗旨而設(shè)計(jì)的，使用的指令有硬件執(zhí)行的內(nèi)核指令和基于現(xiàn)有硬件結(jié)構(gòu)的仿真指令。二是從外圍模塊來(lái)說(shuō)，增加了DMA、DAC12和SVS等模塊。于是，TI公司在2002年底和2003年期間又陸續(xù)推出了F15X和16X系列產(chǎn)品。另外，2001年TI公司又公布了BOOTSTRAP技術(shù)，利用它可在燒斷熔絲以后只要幾根線就可更改并運(yùn)行內(nèi)部程序。F41X單片機(jī)是目前應(yīng)用較廣的單片機(jī)，它有48個(gè)I/O口和96段LCD驅(qū)動(dòng)。當(dāng)用戶設(shè)計(jì)需要更多考慮成本時(shí)，33X并不一定是最合適的。這個(gè)系列采用20腳封裝，內(nèi)存容量小，片上功能和I/O引腳數(shù)比較少，但是價(jià)格較低。每一系列有ROM型（C）、OTP型（P）和EPROM型（E）等芯片。回顧MSP430系列單片機(jī)的發(fā)展過程，可以看出有以下三個(gè)階段。 （4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 單片機(jī)可用BIT BUS、CAN、以太網(wǎng)等構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還可用于調(diào)制解調(diào)器、各種智能通信設(shè)備（如小型背負(fù)式通信機(jī)、列車無(wú)線通信等）、無(wú)線遙控系統(tǒng)等。它既可作為單級(jí)控制器，又可作為多級(jí)控制的前沿處理機(jī)用于控制系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。OPT型和ROM型的器件是大量生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)由用戶提供符合燒寫格式的代碼芯片給生產(chǎn)廠家，然后在燒寫到內(nèi)部存儲(chǔ)器里，這樣可大大降低系統(tǒng)成本；Flash型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，器件片內(nèi)有JTAG調(diào)試接口，還有可電擦寫的Flash存儲(chǔ)器，因此采用先下載程序到Flash內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運(yùn)行，由JTAG接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計(jì)者調(diào)試使用的方法進(jìn)行開發(fā)。 MSP430單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令級(jí)（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址）、簡(jiǎn)潔的27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在8MHz晶體驅(qū)動(dòng)下指令周期為125ns。當(dāng)在8MHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流為200400μA。數(shù)字控制振蕩器使所有低功耗模式從喚醒到運(yùn)行模式的喚醒時(shí)間小于6μs。通常對(duì)于一般實(shí)際應(yīng)用單芯片便可以滿足要求，這樣可以降低外圍控制電路的復(fù)雜性，節(jié)約PCB空間，同時(shí)也降低了設(shè)計(jì)成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。(5)系統(tǒng)的控制器可以通過總線的方式與控制中心連接，記錄所有合法進(jìn)入人員的信息，包括人員的姓名、進(jìn)入時(shí)間和出門時(shí)等。(2)對(duì)某時(shí)間段出入的人員或某人的出入情況實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、查詢和打印。單個(gè)控制器可以組成一個(gè)簡(jiǎn)單的門禁系統(tǒng)來(lái)管理一個(gè)門或多個(gè)門。主要用來(lái)接受人員輸入的信息，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到控制器中?？ㄆ恍柙谧x卡器的讀卡范圍內(nèi)晃動(dòng)即可。在感應(yīng)式技術(shù)應(yīng)用中，讀卡器不斷通過其內(nèi)部的線圈發(fā)出一個(gè)電磁場(chǎng)(激發(fā)信號(hào))。通過門禁系統(tǒng)，可有效控制人員的活動(dòng)。毫無(wú)疑問，集眾家之大成的非接觸式IC卡將在身份識(shí)別、金融、電子貨幣、公共交通、智能樓宇、小區(qū)物業(yè)、社會(huì)保障等諸多領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。非接觸式IC卡與傳統(tǒng)的接觸式IC卡相比，它在繼承了接觸式IC卡的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，如容量大、安全性高外，又克服了接觸式IC卡所無(wú)法避免的缺點(diǎn)，如讀寫故障率高，由于觸點(diǎn)外露而導(dǎo)致的污染、損傷、磨損、靜電以及插卡不便、易受惡意攻擊等。非接觸式IC卡的讀寫過程，通常由非接觸式IC卡與讀寫器之間通過調(diào)制的射頻信號(hào)來(lái)完成。射頻卡無(wú)需專門的供電電源，它與讀寫器間無(wú)機(jī)械接觸，避免了接觸故障。智能門禁系統(tǒng)的使用在國(guó)內(nèi)還處于發(fā)展時(shí)期。智能門禁系統(tǒng)屬于智能弱電系統(tǒng)中的一個(gè)安防系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)地感應(yīng)式門禁系統(tǒng)和指紋門禁系統(tǒng)價(jià)格較國(guó)外同類產(chǎn)品價(jià)格低大約10%50%左右。生物特征識(shí)別技術(shù)將會(huì)更加注重安全性、便攜性、精確性、魯棒性和可用性。國(guó)內(nèi)從事門禁系統(tǒng)有捷順、北京青云等公司。這些門禁通常用于對(duì)安全性要求較高的出入口控制系統(tǒng)，視網(wǎng)膜辨識(shí)機(jī)和聲音辨識(shí)裝置在正常情況下安全性極高，但若視網(wǎng)膜充血或病變以及感冒等疾病會(huì)影響使用。這種系統(tǒng)雖然有些改進(jìn)，但是如果卡片不小心被消磁或弄臟，進(jìn)入人員將被拒之門外。一下是門禁系統(tǒng)的發(fā)展過程：第一代門禁：?jiǎn)我坏逆I盤輸入密碼方式——常常會(huì)有因忘記密碼而被拒之門外的尷尬事發(fā)生；第二代門禁：接觸卡式門禁系統(tǒng)，例如：1）磁碼卡 它是把磁質(zhì)貼在塑料卡片上制成的。在出入人很多的通道（像辦公室，酒店客房）鑰匙的管理很麻煩，鑰匙丟失或人員更換偶要把鎖和鑰匙一起更換。隨著人們對(duì)門禁系統(tǒng)性能各方面要求的不斷提高，現(xiàn)在智能門禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。目前結(jié)合小區(qū)、工廠、機(jī)關(guān)等部門智能化管理的特點(diǎn)，將其中的大門、單元門、一些特殊們（重要的設(shè)施間、會(huì)議場(chǎng)所的一系列門等）選擇為智能門禁系統(tǒng)，已經(jīng)取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但是鑰匙多了就繁瑣累贅，并且易被復(fù)制、丟失、生銹。人們正感受著高科技帶來(lái)的極大方便和益處，同時(shí)，人們對(duì)于高科技服務(wù)于生活得要求也越來(lái)越高。本文研究一種用MSP430單片機(jī)作為系統(tǒng)的主要功能部件，基于射頻識(shí)別（Radio Frequence Identification：RFID）技術(shù)的門禁系統(tǒng)。從總的方面來(lái)看，門禁管理系統(tǒng)包括軟件和硬件的設(shè)計(jì)，本文主要介紹軟件的設(shè)計(jì)。但隨著科技的發(fā)展，運(yùn)用高科技手段進(jìn)行盜竊、搶劫和間諜等犯罪行為層出不窮。傳統(tǒng)的門鎖已經(jīng)在很大程度上不能滿足現(xiàn)代安防的需要，為從根本上改變這種落后的局面，智能門禁系統(tǒng)在千呼萬(wàn)喚中應(yīng)運(yùn)而生。目前智能門禁系統(tǒng)已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)最主要的安防系統(tǒng)之一，和傳統(tǒng)的安防設(shè)備不同，它變被動(dòng)的監(jiān)控和報(bào)警為主動(dòng)的控制，起到更高的安全作用。人們對(duì)智能門禁系統(tǒng)的應(yīng)用已不再局限于單一的出入口控制，而且還要求它不僅可應(yīng)用于智能大廈或智能小區(qū)的門禁控制、企業(yè)的考勤管理、安防報(bào)警、停車場(chǎng)控制、電梯控制、樓宇自控等，還能與其他聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備等一起構(gòu)成多種控制功能的系統(tǒng)。為了解決這些問題，就出現(xiàn)了電子磁卡鎖，電子密碼鎖，這兩種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對(duì)入口通道的管理程度，使通道管理進(jìn)入了電子時(shí)代。磁卡可以改寫，應(yīng)用方便。第三代門禁：感應(yīng)卡既非接觸式IC卡門禁一般指無(wú)緣IC卡：卡片采用了先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)和信息安全技術(shù)，利用電子回路及感應(yīng)線圈在讀卡器本身產(chǎn)生的特殊振蕩頻率，當(dāng)卡片進(jìn)入讀卡器能量范圍時(shí)產(chǎn)生共振，感應(yīng)電流使電子回路發(fā)射信號(hào)到讀卡器，經(jīng)讀卡器將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成卡片資料，送到控制器進(jìn)行判斷、決策。以上幾代門禁系統(tǒng)中，磁碼卡價(jià)格便宜，仍被使用；鐵碼卡和感應(yīng)式安全性能好，在國(guó)外比較流行；生物辨識(shí)技術(shù)安全性極高，價(jià)格也高，一般應(yīng)用在軍政要害或銀行黃金庫(kù)等場(chǎng)所。目前，國(guó)內(nèi)外研制和使用的門禁系統(tǒng)主要集中在感應(yīng)門禁系統(tǒng)和生物識(shí)別門禁系統(tǒng)。核心算法研究方面，在指紋識(shí)別技術(shù)研究繼續(xù)深入的同時(shí)，面像、虹膜識(shí)別技術(shù)也將會(huì)加速發(fā)展，新式的識(shí)別技術(shù)，如靜脈識(shí)別等，也會(huì)不斷產(chǎn)生。但系統(tǒng)的可靠性稍差一些?，F(xiàn)在的建筑物內(nèi)的主要管理區(qū)、出入口、電梯廳、設(shè)備控制中心機(jī)房、貴重物品的庫(kù)房等重要部門的通道口都需要加強(qiáng)安防工作，這都需要開發(fā)與之需要相應(yīng)的只能門禁系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的控制。正是在這種背景下，本課題在介紹了智能建筑中的弱電系統(tǒng)的