【正文】 應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu) 顯示子程序 顯示子程序的主要功能是對(duì)當(dāng)前的門控狀態(tài) 進(jìn)行顯示，顯示函數(shù)首先判斷是寫命令操作還是寫數(shù)據(jù)操作，若是寫命令操作，則根據(jù)命令進(jìn)行相應(yīng)的操作，如清屏、設(shè)置顯示模式等；若是寫數(shù)據(jù)操作，則在顯示器上顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。 圖 3 顯示子程序流程圖 密碼子程序 密碼子程序流程圖如圖 4 所示，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，會(huì)一直判斷是否有按鍵被按下，當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)確定鍵值，關(guān)將鍵值存入到密碼數(shù)組里，然后將輸入的密碼與本身的密碼做比較，若相同，則 執(zhí)行開門和顯示正確信息的操作；若不相同，則執(zhí)行報(bào)警和顯示錯(cuò)誤信息的操作。其中，密碼程序的代碼如下： P1=0x0f。 for(n=0。n++) if(input[n]!=password[n]) break。 WriteLcdCom(0x01)。 //第一行數(shù)據(jù)指針地址 for(s=0。s++) WriteLcdDat(str2[s])。 BUZ=0。 LEDG=1。 WriteLcdCom(0x01)。 } else if((n10)amp。(P1==0xbd)) { WriteLcdCom(0x01)。 //第一行數(shù)據(jù)指針地址 for(s=0。s++) WriteLcdDat(str4[s])。 for(s=0。s++) { BUZ=0。 BUZ=1。 } LEDR=1。程序流程圖如圖 5所示。 write_byte(1,0xda)。 write_byte(3,0xb6)。 write_byte(5,0xee)。 write_byte(7,0xb6)。 write_byte(9,0xc8)。write_byte(11,0xb8)。 write_byte(13,0x04)。write_byte(15,0xb6)。 bit ack_bit。 i 8。 0x80)。 SCL1 = 1。 SCL1 = 0。 } SDA1 = 1。 存儲(chǔ)程序 AT24C04 初始化 向 AT24C04 寫 入 要 存 儲(chǔ) 的 數(shù) 據(jù) 延時(shí) N 結(jié)束 SCL1 = 1。 ack_bit = SDA1。 return ack_bit。 shout(OP_WRITE)。 shout(write_data)。 delay_10ms(1)。 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖 6所示， 各功能模塊 具體功能如下： 1. 數(shù)據(jù)采集模塊：當(dāng) RFID 卡進(jìn)入到讀卡器讀卡范圍時(shí)，讀卡器讀取卡序列號(hào)的過(guò)程。 3. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 5. 串口發(fā)送 /接收模塊：主要用來(lái)通過(guò)串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 7. 報(bào)警機(jī)制模塊：當(dāng)出現(xiàn)非法卡或輸入的密碼不正確時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。硬件電路由八部分構(gòu)成：微控制器 AT89C5讀卡器模塊 ISO/IEC1569 LCD1602顯示、串口通信 MAX23按鍵電路、 AT24C04 存儲(chǔ)、報(bào)警電路、門控電路。上位機(jī)與下位機(jī)之間的連接主要是通過(guò)串口進(jìn)行通信，采用 MAX232 芯片并將芯片的輸入和輸出管腳連接到 AT89C51 的 I/O 口，在 MAX232 的引腳上連接 10181。讀卡器模塊 ISO/IEC15693與微控制器 AT89C51 之間的通信是通過(guò) I2C 總線進(jìn)行的，由于 AT89C51 單片機(jī)本身并沒(méi)有 I2C 總線，所以將 ISO/IEC15693 模塊的串行時(shí)鐘線與數(shù)據(jù) 線接到AT89C51 的兩個(gè) I/O 口，然后通過(guò)模擬 I2C 時(shí)序來(lái)完成 AT89C51 與 ISO/IEC15693之間的通信，為了防止出現(xiàn)三態(tài)，在 ISO/IEC15693 的串行時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線上分別上拉 10k 電阻。 AT24C04 與 AT89C51 之間的通信也是通過(guò)模擬 I2C 時(shí)序進(jìn)行，同時(shí)為了防止出現(xiàn)三態(tài)，在時(shí)鐘線與數(shù)據(jù)線上分別連接 k 的上拉電阻。對(duì)于按鍵電路的設(shè)計(jì)是將 3*4 按鍵直接連接到 AT89C51 的 7 位I/O 口，采用線反轉(zhuǎn)法通過(guò)查詢方式進(jìn)行工作。 1. 數(shù)據(jù)采集：讀卡器 ISO/IEC15693 通過(guò)天線讀取 RFID 卡的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳送出去。 3. 模塊之間的通信： AT89C51 與 ISO/IEC15693/AT24C04 之間的通信都是通過(guò)模擬 I2C 總線進(jìn)行的， I2C 總線的高效性、高實(shí)用性、高可靠性數(shù)據(jù)傳輸增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。 四 系統(tǒng)的整體描述和實(shí)現(xiàn) 在本設(shè)計(jì)中，采用的是射頻識(shí)別技術(shù)。其中，讀寫器一般作為計(jì)算機(jī)終端，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) RFID 卡的數(shù)據(jù)讀寫和存儲(chǔ)，它是由控制單元、高頻通訊模塊和天線組成。 RFID 應(yīng)用系統(tǒng)的基本工作原理是 RFID 卡進(jìn)入讀寫器的射頻場(chǎng)后，由其天線獲得的感應(yīng)電流經(jīng)升壓電路作為芯片的電源，同時(shí)將帶信息的感應(yīng)電流通過(guò)射頻前端電路檢得數(shù)字信號(hào)送入邏輯控制電路進(jìn)行信息處理，所需回復(fù)的信息則從存儲(chǔ)器中獲取經(jīng)由邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過(guò) 天線發(fā)回給讀寫器。一方面，無(wú)源的 RFID 卡芯片要啟動(dòng)電路工作需要通過(guò)天線在讀寫器天線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中獲得足夠的能量；另一方面，天線決定了 RFID 卡與讀寫器之間的通訊信道和通訊方式。讀寫器同射頻卡之間通過(guò)無(wú)線方式通訊，因此它們都有無(wú)線收發(fā)模塊及天線（或感應(yīng)線圈）。可以存儲(chǔ)永久性數(shù)據(jù)和非永久性數(shù)據(jù)。射頻卡可以根據(jù)讀寫器發(fā)出的指令對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)時(shí)讀寫操作。射頻卡分無(wú)源卡和有源卡兩種，有源卡內(nèi)置天線和電池，而無(wú)源卡只有內(nèi)置天線沒(méi)有電池，其能量由讀寫器提供，由于無(wú)源卡無(wú)需電池因此其尺寸較小且使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。計(jì)算機(jī)的功能是向讀寫器發(fā)送指令，并與讀寫器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 (1)射頻讀寫模塊在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射能量形成電磁場(chǎng)，區(qū)域大小取決于發(fā)射功率、工作頻率和天線尺寸。電容電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓后作為工作電壓。邏輯控制部分接收指令完成存儲(chǔ)、發(fā)送數(shù)據(jù)或其它操作。 (5)讀寫模塊接收到返回的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性，然后進(jìn)行處理，必要時(shí)可以通過(guò) RS232 或 RS422 或 RS485 或 RJ45 或無(wú)線接口將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)。有源系統(tǒng)的 工作原理與此大致相同，不同處只是卡的工作電源由電池提供的。 在本系統(tǒng)中，軟件的設(shè)計(jì)主要包括：數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、門控模塊、報(bào)警模塊、鍵盤模塊和上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)幾個(gè)方面。 1. 數(shù)據(jù)采集模塊：讀卡器 ISO/IEC15693 通過(guò)天線讀取 RFID 卡的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳送出去。 3. 顯示模塊： AT89C51 接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)與 AT24C04 里存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，若兩者完全相同，則液晶顯示正確的信息；若不相同，則液晶顯示錯(cuò)誤的信息。 5. 報(bào)警模塊： AT89C51 接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)與 AT24C04 里存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，若不相同則報(bào)警。 圖 9 軟件結(jié)構(gòu)框圖 串口發(fā)送 /接收部分的調(diào)試：將電路板與計(jì)算機(jī)連接以后，用一段簡(jiǎn)單的程序進(jìn)行調(diào)試。注：電容的選擇要注意，應(yīng)選擇?；?RFID 的門禁系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集模塊 存儲(chǔ)模塊 顯示模塊 門控模塊 報(bào)警模塊 鍵盤模塊 顯示模塊 結(jié)束 報(bào)警模塊 通過(guò)調(diào)試后，并未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。讀卡器部分的調(diào)試：將讀卡器接口與單片機(jī)相連后，用串口調(diào)試助手檢測(cè)讀卡器。 系統(tǒng)功能的具體實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)軟件調(diào)試 在進(jìn)行軟件調(diào)試之前要先進(jìn)行人工檢查代碼，要仔細(xì)認(rèn)真的檢查，在程序中要多添加注釋，以便檢查方便。通過(guò)編譯可以得到語(yǔ)法錯(cuò)誤的信息，根據(jù)提示信息找出程序中出錯(cuò)之處并改正。軟件調(diào)試時(shí)，也要模塊式進(jìn)行。同時(shí)，還可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和軟件算法錯(cuò)誤。這個(gè)階段若出現(xiàn)故障，可以檢查算法上是否有沖突、參數(shù)傳遞 是否正確等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中顯示運(yùn)行結(jié)果一般用全速調(diào)試，調(diào)試時(shí)主要使用了跟蹤調(diào)試、斷點(diǎn)調(diào)試。 跟蹤型：?jiǎn)尾綀?zhí)行一條語(yǔ)句程序，有利于觀察變量。跟蹤使用熱鍵 F7。單步使用熱鍵 F8。在程序調(diào)試中用到使用斷點(diǎn)調(diào)試， 即在指定行上設(shè)置斷點(diǎn)后，全速執(zhí)行程序，看是否能進(jìn)行到設(shè)置斷點(diǎn)所在行。設(shè)置斷點(diǎn)熱鍵 Ctrl＋ F8。通過(guò)添加觀察項(xiàng)菜單可以將用戶希望觀察的變量添加到觀察窗口及數(shù)據(jù)窗口觀察。 系統(tǒng)整體調(diào)試 將各個(gè)部分的硬件模塊合并成一個(gè)整體，把軟件各個(gè)部分程序合并到一個(gè)主程序中。軟件部分的測(cè)試主要方法是通過(guò)設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等方法來(lái)測(cè)試程序的正確性。 將程序燒寫到控制芯片 AT89C52，打開電源，電源指示燈亮，整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)。當(dāng)通過(guò)鍵盤輸入密碼后，系統(tǒng)會(huì)判斷密碼的有效性，若是有效密碼則開門并在液晶上顯示正確信息；若無(wú)效則報(bào)警并顯示錯(cuò)誤信息。 本系統(tǒng)能在打開電源并運(yùn)行上位機(jī)后，能自動(dòng)向下位機(jī)發(fā)送讀卡命令，當(dāng)有RFID 卡進(jìn)入到讀卡器的讀卡范圍內(nèi)時(shí)，則會(huì)自動(dòng)讀取卡序列號(hào)，并將卡序列號(hào)傳送給上位機(jī)，上位機(jī)判斷卡的有效性。本系統(tǒng)能夠有效、方便、安全地控制重要場(chǎng)所的出入訪問(wèn)，具有可靠性高、保密性強(qiáng)、方便快捷等特點(diǎn)。每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制，每個(gè)字節(jié)的后面必須跟一個(gè)響應(yīng)位。如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)。當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)釋放時(shí)鐘線SCL 后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。甚至在傳輸一個(gè)字節(jié)時(shí)，用這樣的地址起始的報(bào)文可以通過(guò)產(chǎn)生停止條件來(lái)終止，此時(shí)不會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。在響應(yīng)時(shí)鐘脈沖期間，發(fā)送器釋放 SDA 線（高）。當(dāng)然，必須考慮建立和保持時(shí)間。主 機(jī)然后產(chǎn)生一個(gè)停止條件終止傳輸或者產(chǎn)生重復(fù)起始條件開始新的傳輸。這個(gè)情況用從機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后沒(méi)有產(chǎn)生響應(yīng)來(lái)表示。 如果傳輸中有主機(jī)接收器，它必須通過(guò)在從機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘的最后一個(gè)字節(jié)不產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)，向從機(jī) — 發(fā)送器通知數(shù)據(jù)結(jié)束。所有的主機(jī)在 SCL 線上產(chǎn)生它們自己的時(shí)鐘來(lái)傳輸 I2C 總線上的報(bào)文。因此，需要一個(gè)確定的時(shí)鐘進(jìn)行逐位仲裁。這就是說(shuō)： SCL 線的高到低切換會(huì)使器件開始數(shù)它們的低電平周期，而且一旦器件的時(shí)鐘變低電平，它會(huì)使 SCL 線保持這種狀態(tài)直到到達(dá)時(shí)鐘的高電平。這個(gè)時(shí)鐘的低到高切換不會(huì)改變 SCL 線的狀態(tài)。因此，低電平周期短的器件會(huì)進(jìn)入高電平的等待狀態(tài)。之后，器件 時(shí)鐘和 SCL 線的狀態(tài)沒(méi)有差別。首先完成高電平周期的器件會(huì)再次將 SCL 線拉低。 最后整個(gè)系統(tǒng)的搭建就基本完成，此時(shí)本系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)的功能如下： 1. 數(shù)據(jù)采集：讀卡器 ISO/IEC15693 通過(guò)天線讀取 RFID 卡的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳送出去。 3. 模塊之間的通信： AT89C51 與 ISO/IEC1