【正文】 命令由讀卡器發(fā)出，根據(jù)讀寫條件受數(shù)字控制單元的控制。并且只有通過了防沖突機(jī)制以后才能選定卡片和通過認(rèn)證，此后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的一系列功能。 防 沖 突塊 操 作三 次 驗(yàn) 證選 擇 卡 片結(jié) 束再 次 塊 操 作 ？YN開 始改 變 扇 區(qū) 圖 35 通訊流程圖 門禁控制器 微處 理器模塊的設(shè)計 本系統(tǒng)的 門禁控制器 MCU 由單片機(jī)及其外圍電路組成。 AT89C52 單片機(jī)簡介 AT89C52 是 51系 列 單片機(jī) 的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 有 40個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2個讀寫口線， AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適 應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。同時， AT89C52 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 圖 36 AT89C52 管腳圖 主要管腳功能說明： P0 口： P0口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入()和定時器 /計數(shù)器的觸發(fā)輸入 ()，在 flash 編程和校驗(yàn)時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可 以作為輸入口使用。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器 (例如執(zhí)行MOVX DPTR)時， P2 口送出高八位地址。在使用 8 位地址 (如 MOVX RI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 (IIL)。在 flash 編程和校驗(yàn)時， P3 口也接收一些控制信號。 表 31 單片機(jī) AT89C52 各端口引腳功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INT0(外中斷口 0)(低電平有效 ) INT1(外中斷口 1)(低電平有效 ) T0(定時 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 )(低電平有效 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 )(低電平有效 ) RST： 復(fù)位輸入。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。欲使 CPU 僅訪問外部程 序存儲器（地址為0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 XTAL1： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 AT89C52 的接口電路 LED0LED2LED1LED3LED4LED5LED6LED7P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178INT1KEY2 13INT0KEY1 12EA/VP31X119X218RESET9RDRD 17WR WR 16P0039 D0P0138 D1P0237 D2P0336 D3P0435 D4P0534 D5P0633 D6P0732 D7P2021 NCSP2122 RSTPDP2223P2324 MISOP2425 SCKP2526 MOSIP2627 NSSP2728 RSTRXD10 RXDTXD11 TXDALE/P30 ALEPSEN29T0BP 14T115*Component_1123456789RB1VCCC610uF/25VR210KVCCC4C5VCC12Y1 圖 37 AT89C52的接口電路 圖 37 是 AT89C52 的接口分布，其中， AT89C52 的 P0 口作為地址和數(shù)據(jù)分時復(fù)用口， 與 MFRC500 芯片的數(shù)據(jù)總線相連。 門禁控制器 讀寫模塊的設(shè)計 讀寫模塊中的關(guān)鍵部件 MFRC500是 Philips公司生產(chǎn)的用于讀寫 Mifare1非接觸式 IC 卡的專用讀寫芯片。它是單片機(jī)與 IC卡之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?。該讀卡 IC 系列利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在 以下所有類型的被動非接觸式通信方式和協(xié)議。 內(nèi)部的發(fā)射器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動近操作距離的天線 (可達(dá)100mm)。 數(shù)字部分處理 ISO14443A 幀和錯誤檢測奇偶 CRC。 MFRC500 特性 1)高集成度模擬電路用于卡應(yīng)答的解調(diào)和解碼。 3)近距離 (可達(dá) 100mm)。 5)加密并保護(hù)內(nèi)部非易失性密匙存儲器。 7)靈活的中斷處理。 9)方便的 64字節(jié)發(fā)送和接收 FIFO 緩沖區(qū)。 11)軟件實(shí)現(xiàn)掉電模式。 2 IRQ 中斷請求 ； 輸出中斷事件請求信號 。 4 MFOUT MIFARE 接口輸出 :發(fā)送符合 ISO14443A(MIFIRE)的數(shù)字串行數(shù)據(jù)流 。 6 TVDD 發(fā)送器電源 ， 提供 TX1 和 TX2 輸出電源 。 8 TVSS 發(fā)送器地 ， 提供 TX1 和 TX2 輸出電源 。 10 NWR /寫 MFRC500 寄存器寫入數(shù)據(jù) D0~D7 選通 。 11 NRD /讀 MFRC500 寄存器讀出數(shù)據(jù) D0~D7選通 。 12 DVSS 數(shù)字地 。 20 AD0~AD7 8位雙向地址和數(shù)據(jù)總線 。 AS 地址選通 ： 為低時選通信號將 AD0~AD5 鎖存為內(nèi)部地址 。 23 A1 地址線 1； 寄存器地址位 1。 25 DVDD 數(shù)字電源 。 27 AUX 輔助輸出 ： 該腳輸出模擬測試信號 ， 該信號可通過 TestAnaOutSel 寄存器選擇 。 29 RX 接收器輸入 ； 卡應(yīng)答輸入腳 ； 該應(yīng)答為經(jīng)過天線電路耦合的調(diào)制 載波 。 注 :必須接一個 100nF 電容 。 32 OSCOUT 晶振輸出 ； 振蕩器反向放大器輸出 。如圖 39所示。在其射頻范圍內(nèi)的 RFID 卡采用 RF 場的負(fù)載調(diào)制進(jìn)行響應(yīng)。為了獲取穩(wěn)定、可靠的射頻信號，天線部分的電路設(shè)計非常關(guān)鍵。 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。 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。 本設(shè)計使用內(nèi)部產(chǎn)生的 VMID 電勢作為 Rx 管腳的輸入電勢。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。圖 311就是使用的接收電路 。電路如圖312 所示。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式對線圈電感量進(jìn)行估算。D1為導(dǎo)線直徑或者 PCB板上導(dǎo)體的寬度 。N1為圈數(shù)。10% 屏蔽的磁場 C0 47pH177。5% R2 177。2% Np0 材料 C4 100μF177。 通信模塊設(shè)計 本設(shè)計中實(shí)現(xiàn)通信距離的要求在 10m 左右，故單片機(jī)的串口采用的是 RS232 的方式與 PC機(jī)進(jìn)行串口通信。 RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)主要有以下四點(diǎn)： 1)接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕c TTL電平不兼容故使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 TTL 電路連接。 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。 本設(shè)計采用的是美信公司專門為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的接口電路 MAX232芯片，使用 +5v 單電源供電。 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。功能是產(chǎn)生和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。由 1 1 1 14 腳 構(gòu)成兩個數(shù)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。 15 腳 GND、 16腳 VCC(+5v)。采用匯編語言編程的優(yōu)點(diǎn)是代 碼生成效率高，程序運(yùn)行速度快 。 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(yùn)算符 C 不是一個大型的語言不是為特定領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用而設(shè)計的 C 的普遍性使它可以為各種不同的軟件任務(wù)提供便利有效的編程方案許多應(yīng)用設(shè)計使用 C 比其它專門語言更有效。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(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)的 C語言工具 C51 編譯程序產(chǎn)生 8051 單片機(jī)使用的代碼但它不是一個適合 8051 目標(biāo)硬件的通用 C 編譯器。 2)寄存器分配和尋址方式由編譯器進(jìn)行管理。 4)可使用與人的思維更相近的關(guān)鍵字和操作函數(shù)。 6)庫文件可提供許多標(biāo)準(zhǔn)的例程例如格式化輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和浮點(diǎn)運(yùn)算加入到應(yīng)用程序當(dāng)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(biāo)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。 初始化程序設(shè)計 初始化程序的作用主要是對 MFRC500 首先進(jìn)行硬件復(fù)位，然后再初始化并行接口，并給寄存器設(shè)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(zhǔn)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(yàn)從寄存器中讀得的數(shù)據(jù)。 MFRC500 初始化流程圖如圖 41所示。程序流程圖見圖 42所示。 系 統(tǒng) 后 臺 對 I C 卡 進(jìn) 行 確 認(rèn)開 始認(rèn) 證 結(jié) 果 為 真主 機(jī) 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(rèn) 證 信 息 并 存 儲結(jié) 束主 機(jī) 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(luò)技術(shù)的普及， RFID 技術(shù)成為 20 實(shí)際 90 年代再次得到人們的普遍重視。與此同時， RFID 技術(shù)在門禁管理系統(tǒng)方面的應(yīng)用也逐漸成熟。 本系統(tǒng)設(shè)計的重點(diǎn)是門禁系統(tǒng)的核心器件 —— 門禁控制器 。 本系統(tǒng)可在以下方面進(jìn)行開發(fā)： 1)可以設(shè)置操作 保護(hù)，操作員臨時離開監(jiān)控臺 ,可以鎖定界面，實(shí)時監(jiān)控繼續(xù)進(jìn)行，但其他人無法趁機(jī)操作管理軟件。如果員工的卡不慎遺失，被別人揀到也無法