【正文】 我要向他們中的每一個(gè)人表示由衷的感謝，我會(huì)永遠(yuǎn)記住這段美好時(shí)光。在具體的設(shè)計(jì)問題中，能夠一針見血的指出問題所在，使我學(xué)到了新的知識(shí)，受益匪淺。 通過對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試過程，積累了不少實(shí) 際經(jīng)驗(yàn)，開拓了了思維，為今后在這方面的工作打下了較為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在應(yīng)用系統(tǒng)中，這也是非常重要的一部分，主要涉及數(shù)據(jù)庫的操作、與下位機(jī)的通信以及友好的用戶操作界面等問題。該讀卡器能夠讀寫距離在 0100mm 范圍內(nèi)的符合 IEC/IS014443 Type A 標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式智能卡。在調(diào)試過程中，當(dāng)有 卡進(jìn)入天線范圍內(nèi)時(shí)，讀寫器卻不能正常的與之進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，讀不到卡片的信息。 (2) 數(shù)據(jù)寫不到 AT24C64 中去。 圖 MCU 串口通信程序流程 圖 25 5 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，它是從設(shè)計(jì)向應(yīng)用轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵一步，需要大量調(diào)試，才可能使系統(tǒng)運(yùn)行正常，系統(tǒng)調(diào)試是在這樣的環(huán)境下進(jìn)行的：仿真器采用的是偉福公司的 G6W，軟件采用與其配套的 e2020w 編譯軟件；部分程序的編譯也使用了 KeilC51；編程器使用的是Top 系列編程器 Top2020a 型。 SDA_DIR=0。 delay_μs(2)。 SCL_DIR=1。 if(Send_Dataamp。 E2PROM 主要讀寫程序如下： void 12c_Send_Byte (unsigned char Send_Data) /*寫 一個(gè)字節(jié)到 E2PROM 中 */ { unsigned char i。由于本系統(tǒng)中采用到的 AT89S52 單片機(jī)不具備 I2C 總線接口，因此采用軟件法加以解決。根據(jù)前面的掃描法，進(jìn)行逐位置 0 掃描，最后定位按鍵位置； (4) 閉合一次僅進(jìn)行一次按鍵的處理。本方案中用延時(shí) l0ms 進(jìn)行軟件消抖，通過設(shè)置處理標(biāo)志位來區(qū)分閉合鍵是否己處理過，用計(jì)算方法得到鍵碼。 圖 顯示部分程序流程圖 顯示模塊的部分程序如下： MAIN： MOV SP， 60H MAIN1： LCALL START ；調(diào)用初始化 MOV A, 80H ；第一行顯示第一個(gè)字符 的位置 ACALL ENABLE ；調(diào)用寫指令 MOV DPTR, TABLE1 ；第一行表頭位置 CALL WRITE1 ；調(diào)用第一行寫子程序 MOV A, 0C0H ；第二行位置 CALL ENABLE ；調(diào)用寫指令 MOV DPTR, TABLE2 ；第二行表頭位置 CALL WRITE LCALL DELAY1 JMP MAIN1 ENABLE： ；寫命令時(shí)序 MOV SS, A CLR RS CLR RW CLR E 22 ACALL DELAY SETB E RET WRITE1: ；寫字符串 MOV R1, 00H A1： MOV A, R1 MOVC A, A+DRTR ；取將顯示的數(shù)據(jù) CALL WRITE2 ；調(diào)用寫程序?qū)懭雴蝹€(gè)字節(jié) INC R1 CJNE R1， 10H， AL RET WRITE2： ；寫單個(gè)字符 MOV SS A SETB RS CLR RW CLR E CALL DELAY SETB E RET 鍵盤程序設(shè)計(jì) 鍵 盤程序包括按鍵識(shí)別及識(shí)別按鍵后系統(tǒng)的相應(yīng)動(dòng)作。如果不進(jìn)行位選擇操作，讀卡器對(duì)卡片的其他操作將不會(huì)進(jìn)行； (2) 防重疊操作：有多張卡處在天線的工作范圍之內(nèi)時(shí)， RC500 將取得每一張卡片的系列號(hào)，由于每一張 MIFARE 卡片都具有其唯一的序列號(hào)，決不會(huì)相同，因此 MFRC500 根據(jù)卡片的序列號(hào)來保證一次只對(duì)一張卡操作。 (4)“ Read” (讀指令 ) 表 讀指令 Read（讀 )指令允許 MCU 通過 MF RC500 來讀取 MIFARE 卡片上完整的 16 個(gè) Bytes 的 20 數(shù)據(jù)塊 (Data blocks)。這些存取條件是根據(jù)密碼而定。 (3)“ Authentication” (認(rèn)證操作 ) 表 認(rèn)證指令 在 MCU 希望讀取 MIFARE 卡上的數(shù)據(jù)之前，此操作必須是被允許的。如果其他操作完成之后，程序員又將 MFRC500 進(jìn)入 Request std 指令操作，則 Request std 指令將連續(xù)性地再次進(jìn)行讀卡操作，而不管這張卡片是否被拿走。 Request all 指令是非連續(xù)性的讀卡指令，只讀一次，它可以防止 MFRC500 選擇同一卡片好幾次。不同的指令將設(shè)置不同的 MFRC500 內(nèi)部寄存器以及應(yīng)有不同的編程語言程序序列。 18 圖 讀卡器主程序流程圖 /寫卡程序設(shè)計(jì) MFRC500 指令說明 MCU對(duì) MIFARE非接觸式智能卡的控制是通過 MFRC500來實(shí)現(xiàn)的， MFRC500是 MCU和 MIFARE 非接觸式智能卡之間的通信載體。這一系列的操作必須按固定的順序進(jìn)行。德國 Keil 軟件公司的 C51 編譯器可以直接對(duì) 8051 單片機(jī)的內(nèi)部特殊功能寄存器和 I/O口進(jìn)行操作，直接訪問片內(nèi)或片外存儲(chǔ)器，還可以進(jìn)行各種位操作，能產(chǎn)生簡潔、高效率的程序代碼，在代碼質(zhì)量上可以與匯編語言相媲美。匯編語言的優(yōu)點(diǎn)是代碼生成效率高，程序運(yùn)行速度快，其缺點(diǎn)是程序的讀性和可移植性都較差，而且用匯編語言編寫單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)程序的周期長，調(diào)試和排錯(cuò)比較困難。主程序主要包括： IC 卡讀 /寫 /密碼驗(yàn)證 /擦除操作程序， RC500 通信中斷處理程序，鍵盤中斷處理程序， PC 機(jī)通信中斷處理程序，顯示程序及存儲(chǔ)器讀寫程序等 ，對(duì) MFRC500 的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)也即是對(duì)MFRC500 操作指令的程序設(shè)計(jì)，對(duì)讀卡器外圍基本電路程序的設(shè)計(jì)包括 LCD 顯示程序設(shè)計(jì)、鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序設(shè)計(jì)和 RS232 通信程序設(shè)計(jì)。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外 部程序存儲(chǔ)器， EA端必須保持低電平（接地）。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， 作為輸入使用時(shí)， 因 被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻， 也 將輸出電流。 P1口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。作為輸出口， 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。 我們先簡單了解一下單片機(jī)是什么。 表 MAX232 引腳說明 在硬件電路連接上采 用三線制（ RXD、 TXD、 GND）軟握手的零 MODEM 方式，即將PC 機(jī)和單片機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)線（ TXD）與接收數(shù)據(jù)（ RXD）交叉連接，二者的地線（ GND）直接相連，而其它信號(hào)線、如握手信號(hào)均不用，而采用軟件握手，這樣既可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的任 14 務(wù)又可以簡化電路設(shè)計(jì)、節(jié)約成本。另外，根據(jù)系統(tǒng)的需要，可以采用查詢方式對(duì) MFRC500 進(jìn)行 操作。對(duì)于MFRC500，若要使用獨(dú)立的地址和數(shù)據(jù)總線與微控制器相連，必須將 ALE 腳連接到 DVDD，若使用復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)總線與控制器接口，必須將 ALE 腳連到微控制器的 ALE 信號(hào)。較高的品質(zhì)因數(shù) Q 值會(huì)使天線線圈中的電流強(qiáng)度大，由此改善對(duì)應(yīng)答器的功率改善情況。 C2 電容的大小嚴(yán)格影響讀卡器的性能，這就需要在確定了卡的類型之后在實(shí)際的使用環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)，確定不同的 C2 值，使讀卡器具有最好的性能表現(xiàn)。另外，在天線線圈和分壓器之間串一 個(gè)電容會(huì)獲得質(zhì)量更高的信號(hào)。天線的直徑必須介于 之間。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。根據(jù)寄存器的設(shè)定對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制得到發(fā)送的信號(hào)。 MFRC500 管腳如 所 10 示。它包含了一個(gè)雙向 FIFO 緩沖區(qū)和一個(gè)可配置的中斷輸出，這樣就為連接各種 MCU 提供了很大的靈活性，即使使用非常低成本的器件也能滿足高速非接觸式通信的要求。該讀卡 IC 系列利用先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在 下所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。這是一個(gè)輸入管腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘； SDA，串行數(shù)據(jù) /地址。 AT24C64 是 ATMEL 公司生產(chǎn)的采用 I2C 總線標(biāo)準(zhǔn)常用的串行 E2PROM 存儲(chǔ)芯片，其支持 I2C 總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，64K（ bit）存儲(chǔ)器容量，用兩根線與 CPU 構(gòu)成串行接口。 2 腳和 3 腳為 晶振引腳； 5 腳 RST 為復(fù)位端，若其被置為低電平，則中止所有數(shù)據(jù)傳送， I/O 腳變?yōu)楦咦钁B(tài)，系統(tǒng)復(fù)位； 6 腳 I/O 為數(shù)據(jù)輸人 /輸出端； 7 腳 SCLK 為串行時(shí)鐘輸入端，所有地址 /命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)都是在時(shí)鐘的同步控制下從 I/O 腳串行輸入輸出的。 ACM1602A集成度高，其內(nèi)部已經(jīng)帶有驅(qū)動(dòng)電路，所以不用再為其設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，由于 1602 是一個(gè)并口器件所以占用單片機(jī)的接口資源較多，為節(jié)省單片機(jī)接口資源使用了一個(gè) 74HC595 進(jìn)行串口轉(zhuǎn)并口，使 1602 與單片機(jī)進(jìn)行間接連接， LCD 與單片機(jī)的連結(jié)圖如圖 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 4 J u n 2 0 08 S he e t o f F i l e : F : \張?jiān)路?\張?jiān)路瀹厴I(yè)設(shè)計(jì) \模塊論述 \ 6 66 6 6 \單元電路 \ B A C K U P ~ 1 . D D BD r a w n B y:1234B R I D G E 1V i nGNDV o ut12 3L M 7 90 5T0220V～V i n1GND2V o ut3L M 7 80 5Port1C11 00 0 μ FPort2C52 20 μ FC62 20 μ FC21 00 0 μ F 圖 177。該部分主要采用 78 系列穩(wěn)壓器，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，輸出電壓紋波小。當(dāng) IC 卡在天線區(qū)域經(jīng)過時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)需求對(duì) IC 卡進(jìn)行讀寫，再把讀 /寫卡的時(shí)間一起存到存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)可以通過串口把相關(guān)讀 /寫卡信息讀到計(jì)算機(jī)上，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、報(bào)表和打印輸出等。 采用 AT24C64 作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。由于該系統(tǒng)要求具有對(duì)卡片進(jìn)行讀 /寫操作，系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)置等，用到的按鍵較多，故 采用矩陣式按鍵 。矩陣式按鍵接口適用于按鍵數(shù)量較多，又不想使用專用鍵盤芯片的場(chǎng)合。 (3)顯示模塊 使用液晶顯示屏顯示各種信息。 MFRC500芯片就是 NXP 公司生產(chǎn)的。 總體方案論證 各模塊選擇與論證 (1)控制器 采用 ATMEL 公司的 AT89S52 作為系統(tǒng)的控制器。讀寫器工作時(shí)，不斷地向外發(fā)出一組固定頻率的電磁波，當(dāng)有卡靠近時(shí)，卡片內(nèi)有一個(gè) LG 串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器的發(fā)射頻率相同，這樣在電磁波的激勵(lì)下， LG 諧振電路產(chǎn)生共振， 從而使電容充電有了電荷。 Mifare1 IC 智能卡內(nèi)建有高速的 MCU，卡片上除了 IC微晶片及一副高效率天線外，無任何其他元件；卡片上無源，工作時(shí)的電源能量由讀寫器天線發(fā)送無線電載波信號(hào)耦合到卡片上天線而產(chǎn)生電能；它與