【正文】 1LED2LED3LED4L5L6L7L8L9L10L11L12L13L14L15L161J5CON1TMS/SWDIOTCK/SWCLKTDITDO/SWOTRSTRESET電機(jī)控制主芯片M12M1 MOTOR 門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 26 附錄 2 PCB 板 門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 27 附錄 3 主程序源代碼 /****************************主文件 ***********************************/ /* Includes */ include include /* Private macro */ /*延遲時(shí)間 */ define ONESECONDS 25000000 //1 秒 define SECONDS 100000000 //4 秒 /* Private variables */ ErrorStatus HSEStartUpStatus。 在硬件設(shè)計(jì)上， 每個(gè)芯片的電源端通常要加一個(gè)電容進(jìn)行濾波， 晶振的位置最好緊挨 主芯片 。 在這次設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多 知識(shí) ，包括軟件方面的和硬件方面的。 低功耗處理是本設(shè)計(jì)的一大特色，當(dāng)系統(tǒng)不工作時(shí)，進(jìn)入停止模式節(jié)省功耗，需要運(yùn)行時(shí)喚醒系統(tǒng)，進(jìn)入正常工作模式開(kāi)始工作 。同時(shí) 還可以采用隔離等方式減少干擾，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞很大部分來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)，所以我們要有動(dòng)手的好習(xí)慣。 門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 22 結(jié)束語(yǔ) 硬件系統(tǒng)關(guān)系到所要設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品好壞 ，如系統(tǒng)抗干擾性等，所以要合理地 安排盡量減少干擾提高性能。 硬件檢測(cè)完畢后，使用 JLINK 仿真器 連接 PC 和 JTAG 接口 ，下載程序和進(jìn)行在線(xiàn)單步調(diào)試 ， 使用 JLINK 仿真器可以 通過(guò)硬件 直觀(guān)地 看到每段代碼的執(zhí)行結(jié)果 。 檢查芯片的邏輯關(guān)系是否出錯(cuò)：加電后檢查各芯片插座上相關(guān)引腳的電位，仔細(xì)測(cè)量相應(yīng)的輸入輸出電平是否正常。電源大得超出正常范圍，說(shuō)明電路中有短路或故障。最好在電源與其余電路之間串接一個(gè)電流表。確保電源無(wú)故障并性能符合設(shè)計(jì)要求。 門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 21 電源調(diào)試：樣機(jī)的第一次通電測(cè)試很重要，若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。 硬件調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開(kāi)的，許多硬件故障在軟件調(diào)試時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，但通常要先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障。 經(jīng)過(guò)多次修改程序最后調(diào)試出來(lái)理想的效果 ， 用軟件模擬器調(diào)試不需任何在線(xiàn)仿真器，也不需要用戶(hù)樣機(jī)，直接就可以在 PC 機(jī)上開(kāi)發(fā)和調(diào)試。 整體程序調(diào)試：即把各子程序整體連起來(lái)進(jìn)入到綜合電路調(diào)試，看是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的功能顯示。 目標(biāo)程序糾錯(cuò)：該階 段工作通常在目標(biāo)程序編輯時(shí)就完成。 軟件調(diào)試 本設(shè)計(jì)是利用 Proteus 軟件 進(jìn)行 調(diào)試的，完全用仿真軟件在 PC 機(jī)上對(duì)目標(biāo)電路原理圖和程序進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試。調(diào)試可分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。通過(guò)軟件和硬件相結(jié)合系統(tǒng)即可運(yùn)行。按鍵接收到低電平時(shí) ，會(huì)通過(guò)韋根輸出對(duì)應(yīng)的 4 位二進(jìn)制按鍵編碼， 韋根數(shù)據(jù)不需要校驗(yàn)， 同時(shí) 12 個(gè)按鍵的引腳不能同時(shí)為低電平 。 如圖48 所示： N Y N Y N Y N Y 圖 48 韋根通信測(cè)試 中斷里讀取韋根數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)是 26 位？ 低頻卡標(biāo)志 low 置 1，調(diào)用 26 位韋根數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序進(jìn)行校驗(yàn) 數(shù)據(jù)正確？ LED1 和 LED4 亮 1 秒 高頻卡標(biāo)志 high 置 1，調(diào)用 34 位韋根數(shù)據(jù)校驗(yàn)程序進(jìn)行校驗(yàn) 數(shù)據(jù)正確？ LED2 和 LED4 亮 1 秒 LED4 亮 1 秒 LED4亮 1秒 低頻卡和高頻卡標(biāo)志都是 1 ？ 返回 開(kāi)始 門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 19 按鍵測(cè)試 僅適用于型號(hào) SXG6701K， 首先判斷型號(hào)選擇開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，若是高電平則進(jìn)行按鍵測(cè)試。 當(dāng)有韋根數(shù)據(jù)傳輸時(shí)產(chǎn)生中斷， 在中斷里接收韋根數(shù)據(jù)，接收完后需要對(duì)韋根數(shù)據(jù)的位數(shù)進(jìn)行判斷。 輸出‘ 0’時(shí)： DATA0 線(xiàn)上出現(xiàn)負(fù)脈沖；輸出‘ 1’時(shí)： DATA1 線(xiàn)上出現(xiàn)負(fù)脈沖；負(fù)脈沖寬度 TP=100 微秒；周期 TW=1600 微秒 。 如圖 47 所示： 圖 47 電機(jī)控制流程圖 韋根通信測(cè)試 這是 設(shè)計(jì)的難點(diǎn)， SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器 要讀取低頻卡和高頻卡 的數(shù)據(jù) ，而 且無(wú)先后順序 ， 低頻卡 26 位韋根數(shù)據(jù)，高頻卡 34 位韋根數(shù)據(jù) 。 激活 HSE(高速外部時(shí)鐘 )，待 HSE 穩(wěn)定后，激 活 PLL， 把 PLL 作為系統(tǒng)時(shí)鐘源。 進(jìn)入停止模式 ： 首先設(shè)置 CortexM3 系統(tǒng)控制寄存器中的 SLEEPDEEP 位，清除 電源控制寄存器 (PWR_CR)中的 PDDS 位，然后 通過(guò)設(shè)置 PWR_CR 中 LPDS 位選擇電壓調(diào)節(jié)器模式， 最后 執(zhí)行 WFI 指令。 開(kāi)始鍵接在 PE14 上，所以中斷是外中斷線(xiàn) 14。 首先 4 個(gè) LED 和米字型 LED 對(duì)應(yīng)的引腳輸出低電平，然后延遲 1 秒，最后輸出高電平。初始化時(shí) 都需要 打開(kāi)對(duì)應(yīng)端口的時(shí)鐘 ， 4個(gè) LED 指示燈、米字型 LED、 按鍵測(cè)試、 電機(jī)控制 和檢驗(yàn)讀卡器上的 LED 和蜂鳴器的引腳配置成輸出模式，時(shí)鐘速率 設(shè) 置 為 50MHz； 防拆保護(hù)、型號(hào)選擇開(kāi)關(guān) 的引腳設(shè)為輸入模式，不需要設(shè)置時(shí)鐘速率 ； 韋根通信接口的引腳設(shè)為中斷模式 ，輸入上拉，下降沿觸發(fā) 。 IO端口作為輸出時(shí)，可以軟件配置端口最大支持的時(shí)鐘速率： 10MHz、 2MHz 和 50MHz。 門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 13 圖 41 主程序流程圖 系統(tǒng)初始化 系統(tǒng)自檢 開(kāi)始鍵設(shè)為中斷模式 系統(tǒng)進(jìn)入停止模式 按下開(kāi)始鍵，喚醒系統(tǒng) 調(diào)用測(cè)試綠色 LED、紅色 LED 和蜂鳴器子程序 調(diào)用退出停止模式子程序 調(diào)用電機(jī)控制子程序 調(diào)用高頻卡或低頻卡校驗(yàn)子程序 型號(hào)選擇開(kāi)關(guān)是高電平？ 按鍵測(cè)試 Y N 開(kāi)始 門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 14 系統(tǒng)初始化 在使用一個(gè) GPIO 之前，一般需要對(duì) GPIO 引 腳的時(shí)鐘、 引 腳的模式以及速率進(jìn)行設(shè)定。如果在讀卡器上刷高頻卡或低頻卡則調(diào)用高頻卡或 低頻卡校驗(yàn)子程序 ，校驗(yàn)從卡上讀取的數(shù)據(jù)是否正確 。 從 流程圖可以 看出，主程序的組成是通過(guò)分別調(diào)用各子程序組成總體系統(tǒng)功能，能很直觀(guān)的看出主程序所要完成的功能， 系統(tǒng)上電后 首先是 系統(tǒng)初始化 ，配置 每個(gè)寄存器和初始化結(jié)構(gòu)體和變量 ， 然后 是 系統(tǒng)自檢 ，確保本測(cè)試電路能夠正常工作 ， 之后設(shè)置開(kāi)始按鍵為中斷模式， 為了節(jié)省能耗 系統(tǒng)進(jìn)入停止模式。其任務(wù)是在整體設(shè)計(jì)和硬件 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi) RAM 資源，劃分功能模塊，然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)，最后連接起來(lái)成為一個(gè)完整應(yīng)用程序，與硬件相結(jié)合完成相應(yīng)功能。 刷低頻卡和高頻卡沒(méi)有先后順序。 主電路最重要的是對(duì) SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器 的高頻卡和低頻卡的檢測(cè)， 主電路上的韋根通信接口接到 SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器 上， 用戶(hù)刷低頻卡時(shí)，讀卡器讀取 數(shù)據(jù)通過(guò)韋根通信將 26 位數(shù)據(jù)發(fā)送到 主電路中，主電路對(duì) 26 位韋根數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，如果正確， 工作狀態(tài)指示燈 LED1 和 LED4 亮 1 秒 。 鍵盤(pán)檢測(cè)時(shí)，將 PA 口的 1 到 7 管腳、 PB0 管腳、 PB1 管腳、 PC4 管腳、 PC5管腳和 PE7 管腳通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路接到 SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器 的相應(yīng)管腳上，一個(gè)管腳對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字，共有 12 個(gè)數(shù)字或字符， 讀卡器 的相應(yīng)管腳收到低電平時(shí)，會(huì)通過(guò)韋根通信輸出對(duì)應(yīng)的 二進(jìn)制按鍵編碼，主電路 收到后會(huì)通過(guò)米字型 LED 顯示出對(duì)應(yīng)的數(shù)字或字符。 因?yàn)橐獧z測(cè) SXG 系列 CPU 智能卡讀卡器上的紅色 LED、綠色 LED 和蜂鳴器是否正常 ，所以 PB 端口的 12 到 14 管腳 需要通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路接到外部端口上， 檢測(cè)時(shí)與其相應(yīng)的端口相連。 電源指示燈用于 指示主電路接通電源 ； 工作狀態(tài)指示燈 LED1 用于指示低頻卡的刷卡狀態(tài) ， LED1 亮表示 低頻卡 刷卡成功，滅表示刷卡失敗；工作狀態(tài)指示燈 LED2 用于指示 高 頻卡的刷卡狀態(tài)， LED2 亮表示 高頻卡 刷卡成功，滅表示刷卡失敗； 工作狀態(tài)指示燈 LED3 用于指示 SXG 系列智能卡讀卡器的防拆開(kāi)關(guān)的狀態(tài)， LED3 亮 表示讀卡器被打開(kāi)了，輸出報(bào)警，滅表示讀卡器未被打開(kāi)；工作狀態(tài)指示燈 LED4 用于指示 高頻卡或低頻卡是否存在， LED4亮表示高頻卡或低頻卡進(jìn)行過(guò)刷卡， 滅表示沒(méi)有刷卡；米字型 LED 用于顯示按鍵的 數(shù)字，按鍵測(cè)試時(shí)，按 0 到 9 則顯示 0 到 9，按 “ *”則顯示“ A”，按“ ”則顯示“ B” 。 R 3 51KR 3 31KR 3 21KABR 3 41K+ 3 .3VQ1N P N 8 050Q2N P N 8 050Q3N P N 8 050Q4P N P 85 50Q6P N P 85 50D141 48D341 48D241 48D441 48Q5N P N 8 050C 2 010 4+C 2 110 uF / 1 6VM1 2M1M O T O R 圖 37 電機(jī)控制電路 主電路設(shè)計(jì) 主電路的功能是完成對(duì)英格索蘭的 SXG系列 CPU智能卡讀卡器 的檢測(cè)， 通過(guò) LED門(mén)禁讀卡器功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 11 指示燈和米字型 LED 顯示檢測(cè)結(jié)果。 所以只需改變 A、 B 電平高低 就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 當(dāng) A 為高電平 B 為低電平時(shí)， Q1 導(dǎo)通 Q2 截止，所以 Q3 截止 Q4 導(dǎo)通、 Q5 導(dǎo)通 Q6 截止 ，所以電流 方向是從電源正極經(jīng) 三極管 Q5 到電機(jī)，再經(jīng)三極管 Q4 到地。如果三極管Q3 和 Q4 同時(shí)導(dǎo)通，那么電流就會(huì)從正極穿過(guò)兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極，此時(shí) 電路上的電流就可能達(dá)到最大值，甚至燒壞三極管。 根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過(guò) 電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 如圖 37 所示， H 橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括 6 個(gè)三極管和一個(gè) 130 直流 電機(jī)。 JLINK 仿真器通過(guò) JTAG 接口下載程序，不需要改變啟動(dòng)方式 ，可以直接下載，還可以在線(xiàn)調(diào)試，簡(jiǎn)單方便。 TRST（測(cè)試重置）是可選項(xiàng)。串行數(shù)據(jù)從 TDO（測(cè)試數(shù)據(jù)輸出）引線(xiàn)上離開(kāi)芯片。除了 TAP 之外，混合 IC 也包含移位寄存器和狀態(tài)機(jī)，以執(zhí)行邊界掃描功能。 JTAG 接口可對(duì) PSD 芯片內(nèi)部的所 有部件進(jìn)行編程 。 現(xiàn)在， JTAG 接口還常用于實(shí)現(xiàn) ISP（ InSystem Programmable 在線(xiàn)編程），對(duì) FLASH 等器件進(jìn)行編程?，F(xiàn)在多數(shù)的高級(jí)器件都支持 JTAG協(xié)議，如 DSP、 FPGA 器件等。 如果沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸， D