畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）非接觸式IC射頻智能卡的設(shè)計(jì)

1、摘 要非接觸式ic射頻智能卡在金融，經(jīng)濟(jì)等社會(huì)領(lǐng)域中起著重要的作用，本文著重研究了基于單片機(jī)的無線智能ic射頻卡應(yīng)用于考勤機(jī)的設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)以atmel公司生產(chǎn)的at89c52為微處理器，通過以ic射頻卡考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為具體研究方法，討論了應(yīng)用系統(tǒng)中硬件開發(fā)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本論文首先對(duì)非接觸式ic卡進(jìn)行了概述，緊接著重點(diǎn)介紹了philips公司的mifare技術(shù)，對(duì)mifare卡片和mifare非接觸式ic卡的讀寫組件mcm200進(jìn)行了全面的闡述；在此基礎(chǔ)上，論文詳細(xì)地闡述了非接觸式ic卡讀卡器的硬件和軟件設(shè)計(jì)，給出了各部分的實(shí)際電路圖。本文的硬件設(shè)計(jì)包括電源供應(yīng)電路、lcd狀態(tài)顯示電路、

2、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路、rs232通信電路、mcu的連接、mcm200接口電路和讀卡器天線，時(shí)鐘電路，時(shí)鐘監(jiān)控電路等幾部分的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)分為對(duì)mcm200的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)、對(duì)讀卡器其他電路的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和主程序設(shè)計(jì)三個(gè)部分，相應(yīng)部分都給出了具體程序或程序流程圖，并對(duì)部分程序進(jìn)行了詳細(xì)的說明。關(guān)鍵詞：ic智能卡，射頻，讀寫器設(shè)備，lcd，at89c5abstractwireless ic smart card is playing important role in society field such as finance and economy. this article plays more a

3、ttention in the design method about the wireless ic smart card reader and writer system. the system takes the at89c52 as microprocessor supplied by atmel to design the door access system，by the method of designing，to research hard ware and the software of the appliance. additionally，to an analyses t

4、he influence on the wireless ic smart card reader and write system exerted by hardware circumstance，and to discuss the reliability of the antenna design . at first this paper generally introduces the contact less ic card, including its feature type、international standard、key technology、typical usage

5、 and developing trend. then it introduces the rfid technology, from which the contact less ic card technology derived, and gives the compare of logic technology and mifare technology which are the representative technologies of contact less ic card technology at present. after that the mifare techno

6、logy developed by philips semiconductors is introduced in detail. the paper give emphasis to the introduction of mifare contract less ic card and the reader component, mcm 200. based on these, the paper discusses the design of the contract less ic card reader in detail, including the circuit design

7、and software design. the readers circuit is made up of power supply circuit、lcd circuit、buzzer drive circuit、rs232 communication circuit、mcm200 interface circuit and antenna。the soft ware design includes programming of mcm200、programming of other circuit and programming of main program. all these pr

8、ograms are presented and remarked.key words: ic smart card; rfid; reader device;lcd;at89c5目 錄摘 要iiabstractiii目 錄iv第一章 緒論11.1 課題背景及意義11.2 非接觸式ic智能射頻卡及其讀寫設(shè)備技術(shù)背景11.3 考勤系統(tǒng)的功能及要求31.4 非接觸性ic卡考勤機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)：3第二章 非接觸式ic卡技術(shù)52.1 mifare 1 非接觸式ic卡52.2 mifare 讀卡器52.2.1 mifare mcm200讀寫芯片62.2.2 mfcm200 模塊引腳說明7第三章 考勤系統(tǒng)硬件

9、電路設(shè)計(jì)93.1 引言93.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖93.3 各主要芯片的選取及其設(shè)計(jì)103.3.1 at89c52系列單片機(jī)103.3.2 rs232通信電路設(shè)計(jì)123.3.3 電源供應(yīng)電路設(shè)計(jì)133.3.4 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)133.3.5 串行存儲(chǔ)器143.3.6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路163.3.7 實(shí)時(shí)監(jiān)控電路173.3.8 lcd工作電路設(shè)計(jì)193.3.9 讀卡部分設(shè)計(jì)20第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)254.1 系統(tǒng)軟件分析254.2 電路軟件設(shè)計(jì)284.2.1 讀卡軟件的設(shè)計(jì)18284.2.2 rs232通信程序設(shè)計(jì)314.2.3 lcd子模塊程序設(shè)計(jì)324.2.4 蜂鳴器電路子模塊344.2.5 時(shí)

10、間中斷程序35結(jié) 束 語37致 謝38參考文獻(xiàn)39總電路圖40第一章 緒論1.1 課題背景及意義ic 卡的概念是 70 年代初提出來的，法國(guó)布爾(bull)公司于 1976年首先創(chuàng)造出 ic 卡產(chǎn)品，并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到金融、交通、醫(yī)療、身份證明等多個(gè)行業(yè)，它將徽電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，提高了人們生活和工作的現(xiàn)代化程度。在此后的十幾年間，除法國(guó)的布爾公司之外，世界上先后有 motorola、ti、thomson、hitachi、oki、toshiba、sharp、atmel、gemplus、schlumberger、philips等十幾家公司相繼投入了智能卡芯片和卡片成品的開發(fā)與生產(chǎn)，形

11、成了一個(gè)世界性的新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)1。當(dāng)前，用于信息處理的卡片種類繁多，而且基本上都采用了較新的技術(shù)，ic 卡脫穎而出的原因在于它對(duì)于磁卡、pet 卡、光卡和凸字卡等其它種類的卡具有以下突出的特點(diǎn)1：存儲(chǔ)容量大，其內(nèi)部有 ram、rom、eprom、eeprom 等存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量可到幾兆甚至十幾兆字節(jié)；體積小、重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，便于攜帶；安全性高。ic 卡從硬件和軟件等幾個(gè)方面實(shí)施其安全策略，可以控制卡內(nèi)不同區(qū)域的存取特性。存儲(chǔ)器本身具有控制密碼，非法試圖對(duì)之解密則卡片自毀，即不可進(jìn)行讀寫；對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求不高。ic 卡極高的安全可靠性使其在應(yīng)用中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、敏感性要求低，有利于在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量

12、不高的環(huán)境中應(yīng)用。按照卡與外界數(shù)據(jù)傳送的方式來分，ic 卡分為接觸式 ic 和非接觸式ic 卡當(dāng)前廣泛使用的是接觸式 ic 卡，但是非接觸式 ic 卡是將來 ic 卡發(fā)展的方向。還有一種雙界面 ic 卡，其既可以接觸式使用也可以非接觸式使用，是未來 ic 卡發(fā)展的方向之一。1.2 非接觸式ic智能射頻卡及其讀寫設(shè)備技術(shù)背景射頻識(shí)別卡技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它成功地結(jié)合射頻識(shí)別技術(shù)和ic卡技術(shù)解決了無源(卡中無電源)和免接觸的難題，是電子信息技術(shù)領(lǐng)域的一大突防、身份識(shí)別、公共交通等眾多領(lǐng)域正逐漸取代傳統(tǒng)的接觸式ic卡，在市場(chǎng)上所占的份額越來越大。射頻識(shí)別卡的應(yīng)用日益廣泛，相應(yīng)的促進(jìn)了嵌

13、入式應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)人員對(duì)其讀寫技術(shù)的研究和對(duì)讀寫設(shè)備的開發(fā)。隨著ic智能卡(integrated circuit card)中的接觸式cpu卡以及非接觸式ic智能射頻卡(內(nèi)建mcu，asic等)的高度安全保密性的日益提高，從目前發(fā)展趨勢(shì)來看，隨著制造技術(shù)和相關(guān)理論的完善、發(fā)展，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，已經(jīng)將智能卡技術(shù)應(yīng)用到電話卡、金融卡、移動(dòng)電話、交通、醫(yī)療、身份證明、智能付費(fèi)等應(yīng)用領(lǐng)域。提高了人們生活和工作的現(xiàn)代化程度。ic智能卡技術(shù)是一門產(chǎn)生于20世紀(jì)末的新興課題，隨著微電子學(xué)科、集成電路制造技術(shù)和現(xiàn)今電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和理論發(fā)展，為ic智能卡技術(shù)的出現(xiàn)奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)谝淮翁?/p>

14、出智能卡的概念時(shí)，由于當(dāng)時(shí)的條件限制，從硅芯片的制造技術(shù)或者是成本而言可行性都不高，而采用磁條技術(shù)的射頻卡制造則相對(duì)成本較低。隨著芯片制造技術(shù)的發(fā)展和先進(jìn)工藝的采用，接觸式ic卡有了長(zhǎng)足的發(fā)展。上世紀(jì)末，以銀行為代表的企業(yè)廣泛發(fā)行了各種信用卡。這些卡以其保密性好、可靠性高的接觸式ic芯片制作而成。其后的非接觸式ic卡出現(xiàn)為智能卡的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的領(lǐng)域。接觸式ic卡和非接觸式ic卡相比，它繼承了接觸式ic卡的容量大、安全性高的特點(diǎn)，同時(shí)也克服了以接觸方式工作的ic卡所無法避免的缺點(diǎn)，如觸點(diǎn)磨損、污染、靜電以及插卡不便的讀寫過程，使非接觸式ic卡的使用更加自由，應(yīng)用更加廣泛。由于智能卡的潛在應(yīng)

15、用范圍極廣，尤其無接觸式智能卡的開發(fā)，得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和科技工作者的廣泛關(guān)注和研究。近幾年來，射頻識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)展極其迅猛。國(guó)內(nèi)ic智能卡技術(shù)起步較晚。我國(guó)對(duì)ic卡行業(yè)的發(fā)展始于1993年左右建立的“金卡工程”。目前已研制成功我國(guó)自主版權(quán)的較大容量的存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡等，但是對(duì)于尖端的cpu卡及非接觸式ic智能射頻卡的制卡技術(shù)及其相應(yīng)的讀/寫卡設(shè)備技術(shù)，仍處于落后狀態(tài)。而在如何提高智能卡的智能化和安全性以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的研究工作相對(duì)較弱，這極大地制約了ic卡行業(yè)的發(fā)展，特別是在要求有極高安全性和保密性的金融行業(yè)中，制約了我國(guó)金卡工程的實(shí)施和發(fā)展。非接觸式ic智能射頻卡中的主流主要為philip

16、s公司的mifare技術(shù)，并已經(jīng)被制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):150/iec14443typea標(biāo)準(zhǔn)。歐洲一些較大的ic射頻卡制造商和ic射頻卡讀寫設(shè)備制造商以及ic射頻卡軟件設(shè)計(jì)公司等(例如法國(guó)的gemplus公司)大都以mifare技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，而發(fā)展和推進(jìn)ic卡行業(yè)的發(fā)展。特別是非接觸式ic智能射頻卡方面的研究代表了整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展方向。智能射頻卡的開發(fā)成功，開拓了智能卡新的應(yīng)用領(lǐng)域。其安全可靠的通訊方法在金融、身份識(shí)別等領(lǐng)域應(yīng)用也日臻完善。1.3 考勤系統(tǒng)的功能及要求 系統(tǒng)為全天24小時(shí)實(shí)時(shí)采集或非實(shí)時(shí)采集，由系統(tǒng)稽核管理員進(jìn)行考勤、審核、統(tǒng)計(jì)、查詢、扣款、打印等。 （1）ic卡管理：由發(fā)卡機(jī)及相應(yīng)微

17、機(jī)完成。通過初始化加載ic卡密鑰，通過發(fā)行管理系統(tǒng)記錄持卡人的各種身份信息，包括身份證號(hào)、檔案號(hào)、單位代碼、有效期限、考勤機(jī)地點(diǎn)等。ic卡管理系統(tǒng)同時(shí)具有ic卡退卡、換卡、補(bǔ)卡、掛失等功能。（2）考勤管理：由考勤機(jī)和相應(yīng)微機(jī)及管理軟件完成。 通過考勤機(jī)判斷持卡人所持卡片的有效性，按規(guī)定檢測(cè)其工號(hào)、姓名、部門等信息，記錄上下班時(shí)間，并對(duì)所得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確采集，進(jìn)行存儲(chǔ)和初發(fā)處理。微機(jī)可通過管理軟件隨時(shí)采集、匯總考勤機(jī)記錄的信息，并可提供給系統(tǒng)操作審核員瀏覽、查詢。1.4 非接觸性ic卡考勤機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)：（1）速度快。本系統(tǒng)可在不到一秒的時(shí)間完成整個(gè)讀卡認(rèn)證的過程，并立即處理當(dāng)時(shí)信息。 （2）安全準(zhǔn)

18、確性高。每一張非接觸式ic卡都是全球唯一序列號(hào)（32位），具有一個(gè)獨(dú)立密碼，使卡具有唯一性，不可復(fù)制。 （3）權(quán)限分級(jí)方式多。本系統(tǒng)可以對(duì)卡進(jìn)行時(shí)間和地點(diǎn)兩種方式的授權(quán)，即允許某感應(yīng)卡在某時(shí)間段通過某個(gè)出入口。這樣的權(quán)限控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人流高效和準(zhǔn)確的管理。 （4）系統(tǒng)擴(kuò)展性好。本系統(tǒng)可無限擴(kuò)展，并可遠(yuǎn)距離傳輸，有遠(yuǎn)程訪問功能。 （5）操作界面友好。windows環(huán)境下的全中文界面，操作方便。 （6）高存儲(chǔ)性。記錄存儲(chǔ)高達(dá)成12000條，保存時(shí)間10年以上。（7）掉電保護(hù)。內(nèi)置電池，保護(hù)內(nèi)存，防止數(shù)據(jù)丟失。（8）顯示充分。液晶（lcd）顯示屏，可以2*7位漢字雙行顯示時(shí)間、年、月、日、和星期，

19、讀卡時(shí)背光亮，并顯示卡號(hào)等信息。（9）可脫機(jī)獨(dú)立操作。平時(shí)不必聯(lián)機(jī)，考勤機(jī)可自動(dòng)將職員考勤信息存入考勤機(jī)內(nèi)，采集數(shù)據(jù)時(shí)，與電腦聯(lián)機(jī)，可聯(lián)網(wǎng)傳輸。（10）免維護(hù)。全封閉式封裝，防塵、防腐蝕，整個(gè)設(shè)備精致、小巧、安裝簡(jiǎn)便。 第二章 非接觸式 ic 卡技術(shù)2.1 mifare 1 非接觸式ic卡2 3目前國(guó)際上具有代表性的兩大非接觸式ic卡技術(shù)是legic技術(shù)和mifare技術(shù)。legic技術(shù)是由瑞士kaba公司提供的非接觸式ic卡讀寫技術(shù)，mifare技術(shù)是由 philips 公司提供的非接觸式 ic 卡讀寫技術(shù)。mifare 1 ic 卡的核心是 philips 司的 mifare 1 ic s

20、50（-01，-02，-03，-04）系列微模塊（微晶片）。它確定了卡片的特性以及卡片讀卡器的諸多性能。mifare 1 ic 卡內(nèi)建有高速的 cmos eeprom、mcu 等?？ㄆ铣?ic 微晶片及一副高效率天線外，無任何其他元件?？ㄆ蠠o源（無任何電池），工作時(shí)的電源能量由卡片讀卡器天線發(fā)送無線電載波信號(hào)耦合到卡片上天線而產(chǎn)生電能，一般可達(dá) 2v 以上，供卡片上 ic 工作。工作頻率 13.56mhz。射頻卡標(biāo)準(zhǔn)操作距離為 100mm（由 mfcm500 作為讀卡器核心模塊）和 25mm （由 mfcm200 作為讀卡器核心模塊）。與卡片讀卡器的通信速率高達(dá)106kbit/s。mif

21、are 1 ic 智能(射頻)卡上具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信加密并雙向驗(yàn)證密碼系統(tǒng)；且具有防重疊功能：能在同一時(shí)間處理重疊在卡片讀卡器天線的有效工作距離內(nèi)的多張重疊的卡片。mifare 1 ic 智能(射頻)卡與讀卡器通信使用握手式半雙工通信協(xié)議；卡片上有高速的 crc 協(xié)處理器，符合 ccitt 標(biāo)準(zhǔn)。卡片制造時(shí)具有唯一的卡片系列號(hào)，沒有重復(fù)的相同的兩張 mifare 卡片。卡片上內(nèi)建 8k（bit） eeprom 存儲(chǔ)容量并劃分為 16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)劃分為 4 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊，每個(gè)扇區(qū)可由多種方式的密碼管理?？ㄆ线€內(nèi)建有增值/減值的專項(xiàng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算電路，非常適合公交/地鐵等行業(yè)的檢票/收費(fèi)系統(tǒng)。

22、卡片上的數(shù)據(jù)讀寫可超過 10 萬次以上；數(shù)據(jù)保存期可達(dá) 10年以上，且卡片抗靜電保護(hù)能力達(dá) 2kv 以上。2.2 mifare 讀卡器4讀卡器組件用于非接觸式 ic 卡讀卡器中，負(fù)責(zé)對(duì)非接觸式 ic 卡的讀寫，此外讀卡器中還有 mcu 對(duì)讀寫模塊進(jìn)行控制，及對(duì)讀卡器的其他方面進(jìn)行控制，例如對(duì)鍵盤，顯示，通信等部分的控制等等。下面對(duì)本課題中用到的mfcm200 讀寫模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。它是一個(gè)小型的最大操作距離達(dá)2030mm的mifare讀/寫設(shè)備的核心器件，其功能包括調(diào)制、解調(diào)、產(chǎn)生射頻信號(hào)、安全管理和防碰撞機(jī)制。內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為射頻區(qū)和接口區(qū)：射頻區(qū)內(nèi)含調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接；接

23、口區(qū)有與單片機(jī)相連的端口，還具有與射頻區(qū)相連的收/發(fā)器、16字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖器、存放64對(duì)傳輸密鑰的rom、存放3套密鑰的只寫存儲(chǔ)器以及進(jìn)行三次證實(shí)和數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)、防碰撞處理的防碰撞模塊和控制單元。這是與射頻卡實(shí)現(xiàn)無線通信的核心模塊，也是讀寫器讀寫mifare卡的關(guān)鍵接口芯片。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（13.6mhz），當(dāng)有卡靠近時(shí)，卡片內(nèi)有一個(gè)l/c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，l/c諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容充電有了電荷。在這個(gè)電容另一端，接有一個(gè)單向?qū)щ姷碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)。當(dāng)電容器充電達(dá)到2v時(shí)，此

24、電容就作為電源為卡片上的其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器發(fā)出的數(shù)據(jù)與保存；并且經(jīng)過調(diào)制解調(diào)后的各種數(shù)據(jù)信號(hào)，在智能處理程序指揮下，回傳到天線ant和c0所組成的l/c諧振回路，使芯片完成數(shù)據(jù)的修改、存儲(chǔ)、認(rèn)證傳送等操作任務(wù)，并以同一頻率的已調(diào)制無線電載波返回給讀寫器。2.2.1 mifare mcm200讀寫芯片mcm的全稱是mifare core module，為mifare核心模塊。該模塊負(fù)責(zé)讀寫設(shè)備中對(duì)非接觸式ic智能射頻卡的讀/寫等功能。一般在讀寫設(shè)備中還必須有單片機(jī)來對(duì)mcm進(jìn)行控制，同時(shí)單片機(jī)也對(duì)讀寫系統(tǒng)的其他設(shè)備進(jìn)行控制。例如對(duì)鍵盤、顯示、通信等部分的控制等。

25、mcm200模塊主要應(yīng)用于對(duì)射頻卡操作距離在25mm的射頻卡讀寫設(shè)備中，讀寫步驟如下:l. answer to request (atr)模塊:請(qǐng)求應(yīng)答模塊2. anti collision模塊:防重疊模塊3. select application模塊:確認(rèn)選擇模塊4. authentication & access control模塊:驗(yàn)證及存取控制模塊5. control & arithmetic unit模塊:控制及算術(shù)運(yùn)算模塊6. ram/rom單元7. code to unit模塊:數(shù)據(jù)加密模塊8. eeprom interface/eeprom memoryeeprom:存儲(chǔ)器及接

26、口電路模塊2.2.2 mfcm200 模塊引腳說明 mfcm200 的引腳排列如圖 215所示：圖2-1 mfcm200引腳排列圖表21 mfcm200引腳說明引腳引腳名稱引腳類型將來使用類型引腳引腳名稱引腳類型將來使用類型1d7i/o(pu)i/o(pu)17rxi(analog)i(analog)2d6i/o(pu)i/o(pu)18agndsupplysupply3d5i/o(pu)i/o(pu)19acddsupplysupply4d4i/o(pu)i/o(pu)20antoo5d3i/o(pu)i/o(pu)21nantoo6d2i/o(pu)i/o(pu)22modei(pu)i(

27、pu)7d1i/o(pu)i/o(pu)23usealei(pu)i(pu)8d0i/o(pu)i/o(pu)24alei(pu)i(st,pu)9bpsupplysupply25a3i(pu)i(st,pu)10npause1oo26a2i(pu)i(st,pu)11komp1i(pu)i（pu）27a1i(pu)i(st,pu)12nrstii28a0i(pu)i(st,pu)13dvddsupplysupply29nrdi(pu)i(st,pu)14dgndsupplysupply30nwri(pu)i(st,pu)15nirqoo31ncsi(pu)i(st,pu)16tpo(anal

28、og)32kprogncsupply上述表中：i -輸入引腳 o -輸出引腳supply-電源供電輸入 i/o -輸入/輸出雙向引腳pu -internal pull-up 內(nèi)部有上拉電阻st- schmitt-trigger input 施密特觸發(fā)輸入第三章 考勤系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 引言目前新型智能儀器儀表多以單片機(jī)為核心。單片機(jī)具有數(shù)字處理的功能，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、家用電器、智能儀表中。因此硬件設(shè)計(jì)首先應(yīng)該選擇一個(gè)其功能相匹配的單片機(jī)，其次還包括其它外圍器件的選取及設(shè)計(jì)調(diào)試。1）考勤系統(tǒng)系統(tǒng)功能概述本系統(tǒng)是為了方便對(duì)考勤情況進(jìn)行快速、方便和智能地管理而設(shè)計(jì)的。在不使用讀卡器時(shí)，mc

29、u工作于低功耗狀態(tài)，標(biāo)簽因?yàn)闆]有能量而處于休眠狀態(tài)。當(dāng)按下鍵盤上的讀卡按鈕，按鍵有效后有一聲提示音，mcu被喚醒，同時(shí)激活射頻識(shí)別卡開始工作，射頻卡的兩個(gè)天線端子通過線圈將能量傳輸給外界。當(dāng)有標(biāo)簽靠近線圈時(shí)，標(biāo)簽獲得能量開始工作，并將其內(nèi)部存貯的信息發(fā)送到射頻卡的輸入端經(jīng)過轉(zhuǎn)換后再將信息送至輸出端口發(fā)送給mcu，mcu接收到信息后將其轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的數(shù)據(jù)再將其送至液晶顯示，并將標(biāo)簽號(hào)和當(dāng)時(shí)的時(shí)間一起保存起來。同時(shí)，mcu還可以接收上位機(jī)(pc機(jī))來的命令進(jìn)行相應(yīng)的操作。2）系統(tǒng)外部硬件需求基于射頻卡的考勤系統(tǒng)所需的外部硬件主要有以下幾部分：(1)主控mcu：mcu是讀寫設(shè)備的數(shù)據(jù)處理控制核心。它

30、不僅要控制射頻處理模塊完成對(duì)rfid卡的讀寫，還要負(fù)責(zé)通過通信接口與pc方應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行通信以及對(duì)顯示設(shè)備等其他外部設(shè)備的控制。(2)讀卡處理模塊：射頻處理模塊負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的處理和數(shù)據(jù)的傳輸，完成對(duì)rfid卡的讀寫。射頻處理模塊可以采用廠商提供的專用模塊或射頻基站芯片，射頻基站芯片即rfid卡讀寫芯片，也稱射頻讀寫芯片。3.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖時(shí)鐘電路監(jiān)控模塊電源模塊微處理器讀卡器模塊讀卡模塊通訊模塊蜂鳴器模塊lcd顯示模塊圖3-1 系統(tǒng)原理框圖上 位 機(jī)存儲(chǔ)電路射 頻 卡3.3 各主要芯片的選取及其設(shè)計(jì)3.3.1 at89c52系列單片機(jī)at89c52單片機(jī)是由atmel公司開發(fā)的低功耗高性能

31、cmoss位微處理器。帶有8k字節(jié)可編程和可電擦除的只讀存儲(chǔ)器。指令完全兼容與mcs-51系列的mcu的標(biāo)準(zhǔn)，包括指令的尋址方式，各種數(shù)據(jù)的操作和管腳兼容等。內(nèi)設(shè)p0、p1、p2、p3等四個(gè)端口，其中p0、p2為數(shù)據(jù)/地址雙向的多用端口。內(nèi)有3個(gè)定時(shí)器:t0、t1和t2。其振蕩晶體選用3.0592mhz石英振蕩器，以便于以后和微處理器通信時(shí)波特率的精確設(shè)計(jì)和設(shè)置。at89c52中還內(nèi)設(shè)8級(jí)中斷控制系統(tǒng)。片上閃速存儲(chǔ)器可由通用非易失性編程器在線編程，其內(nèi)建skeeprom，256bytes的ram。利用這一特點(diǎn)可以省略外部程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)化硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的同時(shí)節(jié)約單片機(jī)有限的管腳資源。同時(shí)，at8

32、9c52單片機(jī)具有3級(jí)單向一次性可編程的密碼內(nèi)存，可以防止芯片內(nèi)的程序被非法讀寫、拷貝等，在安全性方面性能非常高，提高安全性的同時(shí)也保護(hù)了知識(shí)產(chǎn)權(quán)。綜上所述，at89c52是具有高性能和性能價(jià)格比的微處理器。有多個(gè)系列和型號(hào)可供選擇，己經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種內(nèi)嵌式控制系統(tǒng)和設(shè)備。鑒于at89c52的優(yōu)良性能，在智能卡讀寫系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)上，多為以at89c52系列單片機(jī)為核心，制作智能卡的讀寫設(shè)備。與微處理機(jī)方便靈活的通訊方式，可以使智能卡讀寫設(shè)備與微處理機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功相結(jié)合，大大提高智能卡讀寫系統(tǒng)的智能化。故考勤系統(tǒng)的單片機(jī)選取at89c52作為微處理器。1) at89c52的引腳5引腳配置圖

33、如圖3-2 所示圖3-2 at89c52引腳配置圖2) at89c52的特點(diǎn)6at89c52單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：l 與mcs51產(chǎn)品兼容具有8k可改寫的flash內(nèi)l 全靜態(tài)操作：0hz24mhl 三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密l 256字節(jié)內(nèi)部raml 32根可編程的i/o線l 3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器l 8個(gè)中斷源l 可編程接口l 低功耗空閑和調(diào)電模式3.3.2 rs232通信電路設(shè)計(jì)71) rs232通信接口芯片的選取本讀卡器采用rs232標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)讀卡器和上位機(jī)之間的通信，能實(shí)現(xiàn)rs232 通信的芯片很多，其中maxim公司生產(chǎn)的max232a是一款比較優(yōu)良的rs232通信芯片。2) 引腳圖max

34、232a的引腳圖如圖33所示 圖33 max232a的引腳圖3) 電路連接硬件上采用3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)線均不用，而采用軟件握手，這樣即可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的任務(wù)又可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，節(jié)約了成本。max232電路連接圖如下圖所示圖3-4 max232a與at89c52的電路連接圖3.3.3 電源供應(yīng)電路設(shè)計(jì)81) 穩(wěn)壓芯片的選取 本讀卡器內(nèi)所有芯片的工作電壓均為5v，讀卡器采用外接電源供電，220v市經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓成5v后供應(yīng)讀卡

35、器內(nèi)芯片。本讀卡器選用東芝公司的ta78l05穩(wěn)壓芯片2) 電路連接穩(wěn)壓電路的連接如圖3-5所示：圖3-5 電源連接于穩(wěn)壓供電路圖3.3.4 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)本讀卡器中的蜂鳴器在每次操作不成功的時(shí)候發(fā)出報(bào)警指示音，如密碼驗(yàn)證沒有通過，讀卡器對(duì)卡進(jìn)行的任何一次讀或?qū)懖僮鞫际怯蓭讉€(gè)步驟完成的，任何一個(gè)步驟沒有成功蜂鳴器都將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于單片機(jī)的i/o口驅(qū)動(dòng)能力有限，一般不能直接驅(qū)動(dòng)壓電式蜂鳴器，因此選用一pnp型晶體管組成晶體管驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)i/o口輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大后即可驅(qū)動(dòng)蜂鳴器9。本課題選用蜂鳴器的工作電流為12ma。蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路如圖3-610所示：圖3-6 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路3.3.

36、5 串行存儲(chǔ)器我們用at24c6411作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它與更高容量的存儲(chǔ)器（如at24c128/256）兼容，更換方便。24c64是一種具有i2c接口eeprom器件，具有8k的存儲(chǔ)容量，工作與從器件方式，每個(gè)字節(jié)可擦寫100萬次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于40年。寫入是具有自動(dòng)擦出功能，也具有寫入功能，可以每次寫入16個(gè)字節(jié)。24c64芯片采用dip 8封裝，具有vcc、vss電源引腳，scl、sda通訊引腳，a0、a1、a2地址引腳和wp寫保護(hù)引腳。wp腳接vcc時(shí)，禁止寫入高位地址，（100h1ffh），wp腳接vss時(shí)，允許寫入任何地址。a1和a2決定芯片的從機(jī)地址，可接vcc或vss，a0不用，

37、應(yīng)接vcc或vss。單片機(jī)與24c64進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，首先傳遞器件的從地址sla，格式如下：start 1 0 1 0 a2 a1 ba r/w ackstart位起始信號(hào)，1010為24c64器件地址，a2和a1由芯片的a2、a1引腳上的電平?jīng)Q定，這樣可最多接入4片24c64芯片，ba為塊地址（每塊256字節(jié)），r/w決定是寫入（0）還是讀出（1），ack為24c64給出的應(yīng)答信號(hào)。在對(duì)24c64進(jìn)行寫入時(shí)，應(yīng)先發(fā)出從機(jī)地址字節(jié)slaw(r/w為0)，在發(fā)出字節(jié)地址wordadr和寫入的數(shù)據(jù)data（可為116個(gè)字節(jié)），寫入結(jié)束后，應(yīng)發(fā)出停止信號(hào)。通常對(duì)eeprom器件寫入時(shí)總需要一定的寫入

38、時(shí)間（5ms10ms），因此在寫入程序中無法連續(xù)寫入多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。為了解決連續(xù)寫入多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的問題，eeprom器件中常設(shè)有一定容量的頁寫入數(shù)據(jù)寄存器。用戶一次寫入eeprom的數(shù)據(jù)字節(jié)不大于頁寫入字節(jié)數(shù)時(shí)，可按通常ram的寫入速度將數(shù)據(jù)裝入eeprom的數(shù)據(jù)寄存器中，隨后啟動(dòng)自動(dòng)寫入定時(shí)控制邏輯，經(jīng)過5ms10ms的時(shí)間，自動(dòng)將數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)同步寫入eeprom的指定單元。這樣只要一次寫入的字節(jié)數(shù)不多于頁寫入容量，總線對(duì)eeprom的操作可視為字節(jié)靜態(tài)ram的操作，但要求下次數(shù)據(jù)寫入操作在5ms10ms之后進(jìn)行。24c64的頁寫入字節(jié)數(shù)位16。對(duì)24c64進(jìn)行頁寫入是指向其片內(nèi)指定首地

39、址（wordadr）連續(xù)寫入不多于n個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的操作。n為頁寫入字節(jié)數(shù)，m為寫入字節(jié)數(shù)，mn。頁寫入數(shù)據(jù)操作格式如下：s slaw a wordadr a data1 a data2 datam a p這種數(shù)據(jù)寫入操作實(shí)際上就是m+1個(gè)字節(jié)的i2c總線進(jìn)行主發(fā)送的數(shù)據(jù)操作。對(duì)24c64寫入數(shù)據(jù)時(shí)，也可以按字節(jié)方式進(jìn)行，即每次向其片內(nèi)指定單元寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，這種寫入方式的可靠性高。字節(jié)寫入數(shù)據(jù)操作格式如下：s slaw a wordadr a data a p24c64的讀操作與通常的sram相同，但每讀一個(gè)字節(jié)地址將自動(dòng)加1。24c64有3種讀操作方式，即現(xiàn)行地址讀、指定地址讀和序列讀。現(xiàn)

40、行地址都是給定片內(nèi)地址的讀操作，讀出的是現(xiàn)行地址中的數(shù)據(jù)。現(xiàn)行地址是片內(nèi)地址寄存器當(dāng)前的內(nèi)容，每完成一個(gè)字節(jié)的讀操作，地址自動(dòng)加1，故現(xiàn)行地址是上次操作完成后的下一個(gè)地址。現(xiàn)行地址讀操作時(shí)，應(yīng)先發(fā)出從機(jī)地址字節(jié)slar（r/w為1），接受到應(yīng)答信號(hào)（ack）后，即開始接收來自24c64的數(shù)據(jù)字節(jié)，每接收到一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都必須發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)（ack）?，F(xiàn)行地址讀的數(shù)據(jù)操作格式如下：s slar a data a p 指定地址讀是指按指定的片內(nèi)地制度出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的操作。由于要寫入片內(nèi)指定地址，故應(yīng)先發(fā)出從機(jī)地址字節(jié)slar（r/w為0），在進(jìn)行一個(gè)片內(nèi)字節(jié)地址的寫入操作，然后發(fā)出重復(fù)其實(shí)信號(hào)和

41、從機(jī)地址slar（r/w為1），開始接收來自24c64的數(shù)據(jù)字節(jié)。數(shù)據(jù)操作格式如下：s slaw a wordadr a s slar a data a p序列讀操作是指連續(xù)讀入m各字節(jié)數(shù)據(jù)的操作。序列讀入字節(jié)的首地址可以8是現(xiàn)行地址或指定地址，其數(shù)據(jù)操作可連在上述兩種操作的slar發(fā)送之后。數(shù)據(jù)操作格式如下：s slar a data1 a data2 data m a p 圖3-7 at24c64電路連接圖3.3.6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路作為考勤系統(tǒng)的特殊要求，實(shí)時(shí)時(shí)鐘是必需的。系統(tǒng)選用ds130212實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。該芯片采用串行接口協(xié)議。ds1302慢速充電時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的

42、靜態(tài)ram(本系統(tǒng)中并未使用該靜態(tài)ram)。它經(jīng)過一個(gè)簡(jiǎn)單的串行接口與微處理器通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、時(shí)、周、月和年等信息。對(duì)于小于31天的月，月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括了閏年校正的功能。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用24小時(shí)或帶am/pm的12小時(shí)格式。使用同步串行通信。在與時(shí)鐘/ram通信中僅需三根線:/rst(復(fù)位)，i/o(數(shù)據(jù)線)和sclk(串行時(shí)鐘)。數(shù)據(jù)以每次一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的多字節(jié)形式傳送至?xí)r鐘/ram或從其中送出。ds1302有主電源和備份電源的雙電源引腳，可編程的vcci慢速充電器以及7個(gè)附加字節(jié)的高速暫存存儲(chǔ)器。這非常有利于系統(tǒng)在斷電以后，通過備份電源維持ds130

43、2時(shí)鐘內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。在分析系統(tǒng)的實(shí)際需要顯示內(nèi)容時(shí)，并不需要顯示秒的信息，因此在編程過程中對(duì)此信息處理進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。同時(shí)考慮到考勤記錄時(shí)間的具體情況，決定采用24小時(shí)顯示格式。由于系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)間的檢測(cè)要求非常頻繁，所以在管腳的分配中，占用了3根mcu管腳資源。如此安排可以大幅度提高實(shí)時(shí)時(shí)間的讀取效率。vcc在雙電源系統(tǒng)中提供主電源。由vcc1和vcc2兩者中較大者供電。在正常工作時(shí)，由vcc2供電，vcc1處于充電狀態(tài)。本系統(tǒng)采用的電路原理圖如下圖3.8所示: 圖3-8 ds1302電路連接圖3.3.7 實(shí)時(shí)監(jiān)控電路12ds1232是由美國(guó)dallas公司生產(chǎn)的微處理器監(jiān)控電路

44、，采用8腳dip封裝，如圖3-9所示圖3-9 ds1232管腳圖 ds1232的功能（1） 電源電壓監(jiān)視ds1232能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)向微處理器供電的電源電壓，當(dāng)電源電壓vcc低于預(yù)置值時(shí)，ds1232的第5腳和第6腳輸出互補(bǔ)復(fù)位信號(hào)rst和rst。預(yù)置值通過第3腳(tol)來設(shè)定；當(dāng)tol接地時(shí)，rst 和rst信號(hào)在電源電壓跌落至4.75v以下時(shí)產(chǎn)生；當(dāng)tol與vcc相連時(shí)，只有當(dāng)vcc跌落至4.5v以下時(shí)才產(chǎn)生 rst和rst信號(hào)。當(dāng)電源恢復(fù)正常后，rst和rst信號(hào)至少保持250ms，以保證微處理器的正常復(fù)位。（2）按鍵復(fù)位在單片機(jī)產(chǎn)品中，最簡(jiǎn)單的按鍵復(fù)位電路是由電阻和電容構(gòu)成的，如果系統(tǒng)擴(kuò)

45、展存在需要和微處理器同時(shí)復(fù)位的其他接口芯片，這種簡(jiǎn)單的阻容復(fù)位電路往往不能滿足整體復(fù)位的要求。ds1232提供了可直接連接復(fù)位按鍵的輸入端pbrst（第1腳），在該引腳上輸入低電平信號(hào)，將在rst和nrst端輸出至少250ms的復(fù)位信號(hào)。（3）看門狗定時(shí)器在ds1232內(nèi)部集成有看門狗定時(shí)器，當(dāng)ds1232的st端在設(shè)置的周期時(shí)間內(nèi)沒有有效信號(hào)到來時(shí)，ds1232的rst和rst端將產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)以強(qiáng)迫微處理器復(fù)位。這一功能對(duì)于防止由于干擾等原因造成的微處理器死機(jī)是非常有效的?？撮T狗定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間由ds1232的td引腳確定?？撮T狗定時(shí)器的周期輸入信號(hào)st可以從微處理器的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)或控

46、制信號(hào)中獲得，不論哪種信號(hào)都必須能夠周期性的訪問ds1232，對(duì)于mcs51系列單片機(jī)，推薦使用ale信號(hào)。圖3-10 ds1232電路連接圖3.3.8 lcd工作電路設(shè)計(jì)13液晶模塊用于顯示操作結(jié)果，液晶采用的是帶有漢字字庫的jdl12232a-0414。jdl12232a-04是一種內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字庫和128個(gè)16*8點(diǎn)ascii字符集圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及12832全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示7.52個(gè)(1616點(diǎn)陣)漢字。與外部cpu接口采用并行或串行方式控制。lcd模塊的具體電路設(shè)計(jì)如圖3-11所示。由于主控芯片的i/o比較

47、豐富，所以在lcd的數(shù)據(jù)口部分直接與一個(gè)完整的i/o口連接(8個(gè))。對(duì)lcd的背光控制口是由i/o口來直接供電的，這是考慮到功耗的問題，直接用電源來供電的話工作電流是比較大的(大概在70ma左右)。但是直接由i/o口來供電，背光的效果不是很好，亮度較暗。液晶顯示模塊與單片機(jī)等微控器的接口界面靈活，有三種接口模式:并行8位接口模式、并行4位接口模式和串行3線/2線接口模式。由于系統(tǒng)顯示需要及時(shí)顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘和其他提示信息，因此液晶顯示程序調(diào)用頻繁，采用并行8位方式，與單片機(jī)的接口直接相連接，可以提高顯示速度。圖3-11 lcd工作電路3.3.9 讀卡部分設(shè)計(jì)讀卡器硬件電路包括以下幾個(gè)部分：微控制器

48、、mifare讀寫芯片、天線匹配電路、天線、rs232通信電路、復(fù)位電路、電源電路、存儲(chǔ)設(shè)備、和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路等，分布于兩塊電路板上，即控制電路板和天線電路板。非接觸式ic卡讀卡器結(jié)構(gòu)框圖如圖312所示 控制電路板rs232通信接口電源供應(yīng) 串行通信存儲(chǔ)電路 電源供應(yīng)mifare讀寫芯片天線耦合電路 天線板mifare卡片 圖 3-12讀卡器部分硬件結(jié)構(gòu)框圖mcm的硬件內(nèi)核比較復(fù)雜，芯片中有兩個(gè)主要模塊:數(shù)字模塊和模擬電路模塊。數(shù)字模塊由狀態(tài)機(jī)編碼器譯碼邏輯等組成;模擬電路模塊有調(diào)制器、天線驅(qū)動(dòng)器、接收器和放大電路組成，兩個(gè)模塊間的接口可以配置如下，即接口信號(hào)可加載到mfin和mfout上。對(duì)

49、于mcm的硬件設(shè)計(jì)，總體上來說主要包括了如下幾大部分接口電路:1.與mcu(微處理機(jī)cpu)接口電路2.rf模塊接口電路3.與天線射頻接口電路4.與電源接口電路等四大功能模塊的接口部分。1) mcm與單片機(jī)的接口電路15mcm可以由標(biāo)準(zhǔn)的mcu接口信號(hào)來控制。這些標(biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)可以控mcm的as工c進(jìn)行工作。其間使用了標(biāo)準(zhǔn)的微控制器和微處理機(jī)通信協(xié)議讀寫模塊可由外部mcu發(fā)出特定命令來啟動(dòng)運(yùn)行。在任何情況下，mcm都可以由對(duì)地址的選擇來啟動(dòng)工作。例如mcm的rst引腳，/cs引腳和cs引的信號(hào)設(shè)置等。對(duì)mcm讀寫模塊內(nèi)部存儲(chǔ)器的存取，必須激活/cs和cs信號(hào)，以及對(duì)地址為00h0fh的寄存器進(jìn)

50、行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。通過讀特殊i/o地址的信息，可以得到mcm的狀態(tài)信息。采用不同的mcu及其連接方法，將會(huì)有不同的硬件信號(hào)時(shí)序及數(shù)據(jù)信息流信息等。下圖3-13 為mcm和mcu接口示意圖:mcu主控電路mcm模塊d(0-7)a(0-3)irqaleusealemode/wr/rd/cs圖3-13 mcm與mcu的接口電路2) rf模塊接口電路mcm與rf模塊的接口一般通過如下幾個(gè)引腳來實(shí)現(xiàn):通過komp0與npauseo可與rf模塊相連接;通過rxkomp與txnpause可與其他的級(jí)聯(lián)mcm模塊相連接; rf模塊接口電路模塊圖如下圖3-14所示:mcu模塊rf0模塊rf1模塊天線天線komp0k

51、omp1圖3-14 rf 模塊接口電路3) 與天線射頻接口電路16mcm有外部金屬屏蔽盒(僅mcm200有)必須連接到同軸電纜的外屏蔽包裹線，以使射頻信號(hào)不能擴(kuò)散，且免受外界電磁輻射信號(hào)等的影響。本系統(tǒng)選用的是mcm200讀卡模塊，因此，為了降低電磁輻射信號(hào)對(duì)其他芯片的影響，采用了將天線外置的方法。使電路板與天線分開，保持一定的距離，并通過扁平導(dǎo)線相連接。盡量減少對(duì)其他芯片產(chǎn)生的干擾，并且將mcm200讀卡芯片置于遠(yuǎn)離易受干擾的時(shí)間芯片、通訊芯片的位置。同時(shí)對(duì)于二個(gè)引腳ant和gnd接口直接與正極性天線相聯(lián)接。阻抗經(jīng)測(cè)量小于20歐姆。連接長(zhǎng)度小于50mm。天線工作的有效距離受到多重因素的影響，

52、不過一般情況下使用“天線調(diào)諧器”來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)諧，使之能將mifare l射頻卡的有效操作距離保持在2.5cm以上。4) 與電源接口電路17電源輸入保護(hù)電路:在電路中，加入了簡(jiǎn)單的電源保護(hù)電路。即在電源的輸入端加入一個(gè)反向二極管，當(dāng)電源極性接反時(shí)，將輸入的電源短路，而不會(huì)電路損壞。mcm200芯片與電源的接口包括這樣幾組信號(hào):dvdd數(shù)字電路正電源端(+5v):dgnd數(shù)字電路接地端(ov);bpwom緩沖器供電(通電工作時(shí)為巧v;不通電工作時(shí)為+3v);rfvddrf電路正電源端(mcm500:+12v/mcm200:+sv);rfgndrf電路接地端(ov);下圖3-15為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)并采用m

53、cm200電路連接原理圖:圖3-15 mcm電路連接第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件分析在本文的電路板中，單片機(jī)是作為控制器嵌入到系統(tǒng)中。單片機(jī)采用嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在電路中選用的atmel公司的at89c52完全兼容mcs一51系列微處理機(jī)。因此，本電路使用mcs一51系列面向硬件操作的最低層匯編語言，進(jìn)行電路應(yīng)用程序的開發(fā)。應(yīng)用程序的開發(fā)主要分為兩大部分，即對(duì)mcm的應(yīng)用程序開發(fā)以及對(duì)讀寫設(shè)備其他電路模塊應(yīng)用程序的開發(fā)。因此，要實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用，需要對(duì)其進(jìn)行軟硬件開發(fā)。電路軟件應(yīng)用開發(fā)根據(jù)所設(shè)計(jì)的硬件電路進(jìn)行，是對(duì)最低層的面向微處理機(jī)mcu的應(yīng)用程序的開發(fā)。硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)

54、在上一章的設(shè)計(jì)中完成，本章繼續(xù)討論單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。程序開發(fā)的方式將主要建立一系列的匯編語言函數(shù)子程序，供主程序的隨時(shí)調(diào)用。即對(duì)mcm模塊或讀寫設(shè)備的其他電路分別編制匯編語言函數(shù)子程序。因此，需要有專門的開發(fā)工具。本課題中，采用了單片機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，部分程序也可用c語言編程實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)程序工作分析單片機(jī)在上電后，主程序應(yīng)該完成相應(yīng)的初始化工作。依據(jù)電路的功能要求，主程序必須對(duì)讀卡模塊進(jìn)行正常的巡檢，確定在有效讀卡范圍內(nèi)有無射頻卡進(jìn)行考勤活動(dòng)。同時(shí)還應(yīng)檢測(cè)定時(shí)時(shí)間是否到等等。檢測(cè)頻率的確定對(duì)讀卡器的使用壽命有很大的影響，必須在考慮系統(tǒng)識(shí)別速度，提高系統(tǒng)的工作效率前提下，盡量降低讀卡模塊的工作頻率。此系統(tǒng)讀卡未采用中斷式，而是采用正常的巡檢方式，所以放在主程序中進(jìn)行。定時(shí)中斷程序的設(shè)計(jì)中，由于起著控制顯示信息、刷新eeprom中記錄總數(shù)和最后一位數(shù)據(jù)記錄地址、清除最后一次考勤工號(hào)比較標(biāo)準(zhǔn)、讀取ds1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘等作用。因而顯得過于繁雜，不利于