基于單片機(jī)的IC卡門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)(論文)題目： 基于單片機(jī)的IC卡門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： XXXXX 指導(dǎo)教師： XXXXXX 二級(jí)學(xué)院： XX學(xué)院 專(zhuān)業(yè)： 自動(dòng)化 班級(jí)： 10自動(dòng)化 學(xué)號(hào)： XXXXXXX 提交日期： 2014 年 5 月 12 日 答辯日期: 2014 年 5 月 17 日 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 目 錄摘 要IIIAbstractIV1 緒論11.1選題論證11.2 門(mén)禁系統(tǒng)概括11.2.1門(mén)禁系統(tǒng)組成11.2.2門(mén)禁系統(tǒng)功能11.2.3門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程11.2.4門(mén)禁系統(tǒng)的優(yōu)越性21.2.5門(mén)禁系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀21.3課題背景及意義21.4本論文擬解決的

2、關(guān)鍵問(wèn)題與解決方法32 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原則42.1門(mén)禁讀卡器42.2非接觸式IC卡42.3智能門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則42.4門(mén)禁模塊圖53 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計(jì)73.1各模塊選用的硬件介紹73.1.1 STC89C52單片機(jī)介紹73.1.2 FM1702高頻讀卡器模塊介紹103.1.3 Mifare射頻卡介紹103.2 STC89C52的電路連接113.3 LCD12864液晶顯示屏的介紹123.4 AT 24C02介紹143.4.1AT 24C02存儲(chǔ)模塊模塊連接電路圖143.4.2 主要特性：143.4.2.2引腳描述：153.5電子鎖控制153.6報(bào)警電路163.7射頻卡讀卡器塊的復(fù)位電路16

3、3.8按鍵模塊173.9LED顯示模塊174 射頻卡讀卡器的軟件設(shè)計(jì)194.1系統(tǒng)流程及主程序介紹194.2讀卡器194.3讀卡過(guò)程及程序設(shè)計(jì)介紹204.3.1尋卡圖214.3.2防沖突214.3.3選擇卡片224.3.4讀取卡片224.3.5 卡掛起225 讀卡器的調(diào)試245.1各模塊硬件調(diào)試245.1.1單片機(jī)的調(diào)試245.1.2串口通信模塊的調(diào)試245.1.3本章小結(jié)245.1.4 硬件實(shí)物圖25參考文獻(xiàn)30致謝31附錄1 系統(tǒng)原理圖32附錄2 程序33II金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 基于單片機(jī)的IC卡門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要本論文介紹了可加強(qiáng)安全的智能門(mén)禁系統(tǒng)。論文具體的介紹了門(mén)禁系

4、統(tǒng)的組成、讀卡器的硬件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)內(nèi)容。提供了門(mén)禁讀卡器的電路原理圖，和主要程序設(shè)計(jì)的流程圖和程序。重點(diǎn)分析了單片機(jī)與FM1702高頻讀卡器頻模塊的接口電路、報(bào)警電路、門(mén)鎖繼電器電路、液晶12864電路以及單片機(jī)最小系統(tǒng)。讀卡器主要有讀卡模塊、單片機(jī)控制模塊、射頻天線以及智能IC卡組成。讀卡器能讀寫(xiě)荷蘭Philips公司的Mifare非接觸式射頻卡。當(dāng)有卡進(jìn)入時(shí)則讀卡內(nèi)數(shù)據(jù)后通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行處理后程序自動(dòng)判斷是不是合法IC卡，并且將卡號(hào)傳送到液晶12864上顯示。讀卡器的軟件部分重點(diǎn)介紹了讀卡過(guò)程的程序設(shè)計(jì),包括詢卡、選取卡片、讀取卡片、判別IC卡是否合法等。讀卡器選用內(nèi)部集成有8K字

5、節(jié)Flash程序存貯器的STC89C52單片機(jī)作控制器，系統(tǒng)采用SPI通信，其接口管腳少、連線簡(jiǎn)易，便于縮小讀卡器的體積。關(guān)鍵詞：門(mén)禁系統(tǒng)；STC89C52；讀卡器III金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 abstract The design of IC card entrance guard system based on single chip microcomputer AbstractThis paper introduces the intelligent entrance guard system security can be strengthened. This thesis intr

6、oduces the software development content, access control system, the hardware design of card reader and system. Provides access to read circuit diagram the card reader, and the main flow chart and program. Focus on the analysis of the single chip computer and FM1702 interface circuit, the high-freque

7、ncy read card reader module and alarm circuit, frequency lock relay circuit, LCD 12864 circuit and MCU minimum system. The reader has read card module, MCU control module, RF antenna and intelligent IC card. The card reader can read and write Philips Hollands Mifare of contactless RF card. When the

8、card entered will read the card data processing program to automatically determine Is it right? Legitimate IC card through the microcontroller, and the number is transmitted to the liquid crystal display 12864. The card reader software part emphatically introduces the program design card process, in

9、cluding inquiring card, select card read card, IC card, judging the legality of.讀卡器選用內(nèi)部集成有8K字節(jié)Flash程序存貯器的STC89C52單片機(jī)作控制器，系統(tǒng)采用SPI通信，其接口管腳少、連線簡(jiǎn)易，便于縮小讀卡器的體積。Card reader with integrated with internal 8K bytes of Flash program memory of STC89C52 single chip microcomputer as controller, the system uses th

10、e SPI communication interface, the connection pin is less, simple, easy to reduce the volume of the card readerKey words：entrance guard system ;AT98S52 ; devices, card readerIV金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第1章 緒論 211 緒論1.1選題論證當(dāng)今社會(huì)，時(shí)代變化著人們對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，門(mén)禁系統(tǒng)得以廣泛的應(yīng)用，所以門(mén)禁系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)已成為現(xiàn)代科技領(lǐng)域的一個(gè)火熱課題?，F(xiàn)在，安全防范系統(tǒng)中，門(mén)禁系統(tǒng)是一個(gè)極其重要的一部分，

11、在許多發(fā)達(dá)國(guó)家中，門(mén)禁系統(tǒng)正以遠(yuǎn)高于其它品種的安防產(chǎn)品的進(jìn)度迅猛發(fā)展，門(mén)禁系統(tǒng)能在眾多安防產(chǎn)品中脫穎而出。主要原因是因?yàn)槠鋸母靖淖兞艘酝卜喇a(chǎn)品，類(lèi)如閉路監(jiān)控，防盜報(bào)警等安防方式都十分的被動(dòng)，以主動(dòng)的控制替代了被動(dòng)監(jiān)視的方式，進(jìn)過(guò)控制主要通道，極大的防止了非法者從正常通道的入侵，并且可以通過(guò)對(duì)通道門(mén)的控制限制非法者的活動(dòng)范圍，制止犯罪或減少損失。1.2 門(mén)禁系統(tǒng)概括門(mén)禁安全管理系統(tǒng)是一種新型現(xiàn)代化的安全管理系統(tǒng)，它包括微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施。它包含電子，機(jī)械，光學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等許多新技術(shù)。它極大的保護(hù)了出入口的安全。適用于各種機(jī)要部門(mén)，如銀行、監(jiān)獄、賓館、機(jī)房

12、、軍械庫(kù)、機(jī)要室、辦公間,智能化小區(qū)，工廠等。智能門(mén)禁系統(tǒng)是保護(hù)出入口安全的系統(tǒng),該系統(tǒng)控制人員的出入以及他們的活動(dòng)區(qū)域。門(mén)禁系統(tǒng)控制的基本原理是：按照每個(gè)人的活動(dòng)范圍,提前制作出各種層次的卡或預(yù)定密碼。在相關(guān)出入口等處安裝讀卡器,持卡人把自己的卡片放到讀卡器上進(jìn)行識(shí)別,讀卡器把讀到的卡號(hào)等信息發(fā)送到計(jì)算機(jī),通過(guò)計(jì)算機(jī)判斷,當(dāng)身份符合,門(mén)鎖就開(kāi)啟,否則就將報(bào)警。1.2.1門(mén)禁系統(tǒng)組成門(mén)禁系統(tǒng)由控制器，讀卡器，電控鎖，識(shí)別卡和存儲(chǔ)器、報(bào)警器等部分組成。門(mén)禁系統(tǒng)的核心是控制器,打個(gè)比方讀卡器是系統(tǒng)的眼睛,電控鎖是系統(tǒng)的手,那么控制器就是系統(tǒng)的大腦。1.2.2門(mén)禁系統(tǒng)功能限制人員的進(jìn)出區(qū)域,拒絕非法

13、進(jìn)入者,保護(hù)財(cái)產(chǎn)不受任何非法者侵犯。當(dāng)請(qǐng)求進(jìn)入的人員身份合法便可經(jīng)過(guò)控制中心認(rèn)證,電子鎖將打開(kāi)否則電鎖將不會(huì)開(kāi)啟。1.2.3門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程出入口門(mén)禁系統(tǒng)望文生義就是對(duì)出入口通道進(jìn)行管理的系統(tǒng)，它是以傳統(tǒng)的門(mén)鎖為基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。傳統(tǒng)的機(jī)械門(mén)鎖只是一種單純的的機(jī)械裝置，不管其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多么完美，使用的材料多么堅(jiān)固，非法者總是不折手段的將其打開(kāi)。在出入頻繁的通道，鑰匙的管理實(shí)在麻煩，當(dāng)鑰匙的丟失或是人員的更改往往都要換掉所有的鑰匙和機(jī)械鎖。為了解決這些麻煩問(wèn)題，電子磁卡鎖，電子密碼鎖因運(yùn)而生，這兩種鎖的出現(xiàn)一定程度上提高了人們對(duì)出入口通道的管理程度，使通道管理進(jìn)入了電子時(shí)代，但隨著這兩種電子鎖的

14、不斷的使用中，兩種電子鎖的本身缺陷就逐漸顯現(xiàn)，磁卡鎖的關(guān)鍵問(wèn)題是信息遭到復(fù)制，卡片與讀卡機(jī)具之間的長(zhǎng)期磨損導(dǎo)致其故障率高，安全系數(shù)低。密碼鎖的關(guān)鍵問(wèn)題是密碼容易泄露，無(wú)法查找泄露源頭，安全系數(shù)很低。并且這個(gè)時(shí)代的產(chǎn)品由于大多采用讀卡部分與控制部分合并一起安裝在門(mén)外，外面的人可以輕易的打開(kāi)門(mén)鎖。這時(shí)的門(mén)禁系統(tǒng)還處于早期不成熟階段，所以當(dāng)時(shí)的門(mén)禁系統(tǒng)通常被人稱(chēng)為電子鎖，得不到廣泛的運(yùn)用。隨著感應(yīng)卡技術(shù)，生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，門(mén)禁系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展，進(jìn)入了成熟期，出現(xiàn)了感應(yīng)卡式門(mén)禁系統(tǒng)，指紋門(mén)禁系統(tǒng)，虹膜門(mén)禁系統(tǒng)，面部識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)，亂序鍵盤(pán)門(mén)禁系統(tǒng)等各種技術(shù)的系統(tǒng)，它們?cè)诎踩?，方便性，易管理性?/p>

15、方面都各有特長(zhǎng)，門(mén)禁系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣。1.2.4門(mén)禁系統(tǒng)的優(yōu)越性（1）使用壽命長(zhǎng)。 射頻卡和讀卡器無(wú)需機(jī)械接觸即可工作,從而避免了因機(jī)械磨損而導(dǎo)致的故障，大大延長(zhǎng)了使用壽命。（2）使用方便。射頻卡卡使用非常簡(jiǎn)單，不需固定方向和位置，決不會(huì)有黑暗中找不到鎖孔的煩惱。（3）安全可靠。每張卡生產(chǎn)出了來(lái)時(shí)都有固定的編碼，卡和讀卡器都不會(huì)被復(fù)制，且防水、防磁，抗干擾。即使卡片不慎丟失，也不需再勞神傷財(cái)?shù)娜Q鎖，只需在控制器或系統(tǒng)軟件將卡片刪除便可，確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。（4）一卡多用。 機(jī)械鎖每個(gè)門(mén)至少配一把鑰匙，而射頻卡支持一卡多門(mén)，只要隨身攜帶一張卡，便可以通過(guò)能被認(rèn)證的通道，再也不用帶

16、沉甸甸的鑰匙。1.2.5門(mén)禁系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的迅速發(fā)展帶動(dòng)了門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展,國(guó)外門(mén)禁系統(tǒng)的知名品牌有美國(guó)的休斯、西屋、洛泰克,以色列的DDS，英國(guó)的集寶等品牌。國(guó)內(nèi)也有許多門(mén)禁系統(tǒng)的品牌如捷順、北京青云等公司?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外研發(fā)和應(yīng)用門(mén)禁系統(tǒng)主要集中在感應(yīng)門(mén)禁系統(tǒng)和生物識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)。指紋門(mén)禁系統(tǒng)是生物識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的。在計(jì)算機(jī)圖像處理和模式識(shí)別理論以及大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟,指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的大小逐漸縮小,其價(jià)格也在不斷的降低。1.3課題背景及意義門(mén)禁系統(tǒng)，又被稱(chēng)為出入口控制系統(tǒng)，如今科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)大使其已發(fā)展為一套現(xiàn)代化的、功能齊全的管理系統(tǒng)。它對(duì)出入門(mén)和通道的

17、管理也早已不再是以往的機(jī)械鎖管理。它不在當(dāng)作簡(jiǎn)單進(jìn)出口管理使用，更多的幫助了內(nèi)部的有序化管理。它能夠每時(shí)每刻的自動(dòng)記錄人員的出入情況，準(zhǔn)確的控制內(nèi)部人員的出入?yún)^(qū)域和出入時(shí)間，并且能夠委婉的拒絕不速之客進(jìn)入。同時(shí)極大地保護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)不受到侵犯。門(mén)禁管理系統(tǒng)已經(jīng)是安全防范系統(tǒng)中極為重要的一個(gè)組成部分，在許多發(fā)達(dá)國(guó)家中，它正以遠(yuǎn)高于其它類(lèi)安防產(chǎn)品的進(jìn)度高速的發(fā)展著，在各個(gè)場(chǎng)所中都得以廣泛的應(yīng)用。如今的現(xiàn)代都市對(duì)美觀要求極高，公司形象體現(xiàn)了其所追求的時(shí)尚和品味，也是給顧客良好的印象。很難想象，在追求智能化無(wú)紙辦公的今天，在華麗高檔的玻璃大門(mén)裝上一把丑陋的機(jī)械鎖將會(huì)是一件令人多么尷尬和寒磣的事情啊！但是

18、，當(dāng)能用手中的卡片使大門(mén)就應(yīng)聲而開(kāi)，那將是多么的高端、大氣、上檔次。此外，如今人們十分注重商業(yè)情報(bào)和安全，以往的個(gè)人身份鑒別手段己不能完全滿足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)安全防范的需要。只有不易被他人代替、仿制、甚至本人也無(wú)法轉(zhuǎn)讓的身份識(shí)別憑證才能得到人們的認(rèn)可。因此，從易用性、安全性、成熟性、造價(jià)性等方面綜合比較，IC卡門(mén)禁技術(shù)正在以驚人的速度迅猛發(fā)展。這正是我們研究IC門(mén)禁管理系統(tǒng)的意義所在。1.4本論文擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題與解決方法關(guān)鍵問(wèn)題怎樣采集合法開(kāi)鎖人的信息怎樣實(shí)現(xiàn)IC卡是否合法怎樣控制門(mén)的開(kāi)關(guān)以及報(bào)警解決方法用STC89C52單片機(jī)控制FM1702高頻讀卡器實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生犯人信息的采集采用事先

19、將IC卡號(hào)保持到存儲(chǔ)器中進(jìn)行保存，刷卡時(shí)查找存儲(chǔ)器的卡號(hào)是否存在。采用單片機(jī)控制繼電器電子鎖與蜂鳴器來(lái)控制門(mén)開(kāi)關(guān)和報(bào)警。 74金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第2章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原則 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原則門(mén)禁系統(tǒng)的核心部分是門(mén)禁讀卡器，他可以讀取非接觸式IC卡，本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是對(duì)讀卡器的設(shè)計(jì)。由于門(mén)禁系統(tǒng)都應(yīng)用于重要場(chǎng)所，所以其設(shè)計(jì)要符合一定標(biāo)準(zhǔn)。2.1門(mén)禁讀卡器門(mén)禁系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是讀卡器，他是有控制單片機(jī)及外圍擴(kuò)展器件、讀卡模塊、射頻天線、電源接口、串行通信接口等幾部分組成，接上+5V電源就可以讀卡，接上串行口可以與PC機(jī)通信。讀卡器在門(mén)禁系統(tǒng)中是主要的工作機(jī)，它是射頻卡與PC機(jī)和開(kāi)關(guān)門(mén)設(shè)

20、備之間的橋梁，其數(shù)量較多，根據(jù)需要安裝在方便的地方。他可以聯(lián)網(wǎng)工作，通過(guò)RS-232串行口與PC機(jī)相連。讀卡器是主動(dòng)操作的，只有非接觸式IC卡進(jìn)入讀卡器天線射頻能量范圍，讀卡器便通過(guò)射頻信號(hào)與智能卡通信，在聯(lián)網(wǎng)的情況下，讀卡器能將采集的數(shù)據(jù)直接傳給PC管理機(jī)。2.2非接觸式IC卡非接觸式IC卡又叫射頻卡,是90年代初發(fā)展起來(lái)的新技術(shù).射頻卡由感應(yīng)天線、控制芯片、存儲(chǔ)單元組成,并完全密封在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PVC卡片中,無(wú)外露部分。射頻卡本身是無(wú)源體,當(dāng)讀寫(xiě)器對(duì)射頻卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí),讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào)由兩部分疊加組成：一部分是電源信號(hào),該信號(hào)由卡接收后,與其本身的LC產(chǎn)生諧振,產(chǎn)生一個(gè)瞬間能量來(lái)供給芯片

21、工作,另一部分則經(jīng)解調(diào)后,控制芯片完成密碼驗(yàn)證、數(shù)據(jù)的讀取、修改、存儲(chǔ)等,并返回給讀寫(xiě)器。射頻卡成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái),解決了無(wú)源和免接觸的難題：射頻卡無(wú)需專(zhuān)門(mén)的供電電源,它與讀寫(xiě)器間無(wú)機(jī)械接觸,避免了接觸故障；它表面無(wú)裸露芯片,可防水,且不易產(chǎn)生靜電擊穿及彎曲損壞等問(wèn)題：射頻卡使用時(shí)沒(méi)有正反面,而且射頻卡具有可靠性高、使用方便、操作速度快等特點(diǎn),由射頻卡所形成的讀寫(xiě)系統(tǒng),無(wú)論是硬件結(jié)構(gòu),還是軟件控制的操作過(guò)程較之接觸式卡都得到了很大的簡(jiǎn)化,同時(shí)借助于先進(jìn)的管理軟件和網(wǎng)絡(luò)支持可在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。2.3智能門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則智能門(mén)禁系統(tǒng)作為一項(xiàng)先進(jìn)的高科技技術(shù)防范手段,在經(jīng)濟(jì)

22、發(fā)達(dá)國(guó)家的智能大廈及賓館等得到了廣泛應(yīng)用,由于系統(tǒng)具有隱蔽性、及時(shí)性等特點(diǎn),其在許多領(lǐng)域得以運(yùn)用。智能門(mén)禁系統(tǒng)具有智能性、高可靠性、實(shí)時(shí)性,。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)做到以下原則：（1）實(shí)用性。智能門(mén)禁系統(tǒng)要從實(shí)際情況來(lái)制定具體內(nèi)用。僅僅簡(jiǎn)單的去最求超前,只會(huì)使金錢(qián)白白的流失,功能用不到的情況。所以實(shí)用性是智能門(mén)禁系統(tǒng)必須注重的原則。（2）實(shí)時(shí)性。智能門(mén)禁系統(tǒng)不可應(yīng)為一個(gè)子系統(tǒng)使得整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，必須有效的保證系統(tǒng)時(shí)刻處于運(yùn)行狀態(tài)。（3）完整性。智能門(mén)禁系統(tǒng)必須功能齊全，管理方便。所以保證智能門(mén)禁系統(tǒng)的完整性是必須要考慮的原則。（4）系統(tǒng)的安全性。智能門(mén)禁系統(tǒng)必須保證系統(tǒng)和設(shè)備的完美運(yùn)行，保證所有系統(tǒng)設(shè)備

23、不能被復(fù)制、篡改，并且絕對(duì)不能使任何信息泄露。（5）可擴(kuò)展性?？萍荚诓粩嗟陌l(fā)展，智能門(mén)禁系統(tǒng)也在不斷的改善，門(mén)禁系統(tǒng)還在不斷發(fā)展，所以我們系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了合理配置,并且這種配置是可以改變的,設(shè)置甚至在工程完成后,這種配置的改變也是可能的和方便的。系統(tǒng)軟件根據(jù)需求進(jìn)行相應(yīng)的升級(jí)和完善。（6）易維護(hù)性。智能門(mén)禁系統(tǒng)在工作中要做到易維修。極大方便人們的使用，做到插電可用的效果。2.4門(mén)禁模塊圖2.4.1設(shè)計(jì)框圖： 51單片機(jī)刷卡模塊非接觸式IC卡感應(yīng)區(qū)域液晶lcd12864顯示（顯示信息）繼電器模塊（模擬門(mén)開(kāi)）和蜂鳴器模塊晶振、復(fù)位電路電源供電注銷(xiāo)IC卡鍵盤(pán)輸入圖2.1設(shè)計(jì)框架圖2

24、.4.2本課題研究門(mén)禁系統(tǒng)，其運(yùn)行模塊圖如下圖2.2運(yùn)行模塊圖讀卡器：讀射頻卡信息。按鍵模塊：注冊(cè)通行卡。按下設(shè)置鍵，把工作模式切換到注冊(cè)模式后，刷卡并顯示卡號(hào)自動(dòng)注冊(cè)。注冊(cè)完成后液晶顯示注冊(cè)完成。再次刷這張IC卡時(shí)，就能開(kāi)門(mén)。注銷(xiāo)通行卡（清除存儲(chǔ)器的卡號(hào)數(shù)據(jù)） 按下設(shè)置鍵，把工作模式切換到注銷(xiāo)模式后，刷卡并顯示自動(dòng)注銷(xiāo)，就把存儲(chǔ)里保存的卡號(hào)數(shù)據(jù)清除。清除數(shù)據(jù)后，IC卡已經(jīng)處于注銷(xiāo)狀態(tài)。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第3章 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計(jì)3.1各模塊選用的硬件介紹讀卡器主要有刷卡模塊、單片機(jī)模塊、繼電器模塊、按鍵模塊以及蜂鳴器模塊組成。其用高頻讀卡器模塊FM1702，能

25、讀寫(xiě)荷蘭Philips公司的Mifare非接觸式射頻卡，讀卡距離約10cm?？刂颇K采用STC89C52單片機(jī)，它具有8K可編程 Flash 存儲(chǔ)器。單片機(jī)與讀卡器通信是采用SPI通信。3.1.1 STC89C52單片機(jī)介紹控制的核心選用STC89C52。其主要性能如下：1. STC89C52單片機(jī)與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品能夠兼容 2. 在系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash存儲(chǔ)器8K字節(jié)3.擦寫(xiě)周期可達(dá)到100000次4.程序存儲(chǔ)器可做到三級(jí)加密5.可編程I/O口線數(shù)量達(dá)到32個(gè) 6.總共有三個(gè)16位計(jì)數(shù)器 7.中斷源的數(shù)目達(dá)到了8個(gè) 8.單片機(jī)具有全雙工UART串行通道 9.不啟動(dòng)是能耗低 10.停電以

26、后中斷可復(fù)位（1）功能特性描述 該STC89C52單片機(jī)作為低功耗、高性能CMOS的8位微控制器，系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器擁有8K。運(yùn)用Atmel 公司獨(dú)特的高密度難丟失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 上的80C51 產(chǎn)品說(shuō)明可以和引腳完全的兼容。單片機(jī)上Flash做到程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中可以編程，大眾化編程器也可進(jìn)行編程。在單片機(jī)的芯片上，有 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，做到了 STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、極為有效的的解決方案。 （2）引腳圖如下：圖3.1 STC89C52引腳圖（3）引腳介紹：VCC :接電源 GND:接地 P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)

27、路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問(wèn)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。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 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，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL） 。此外，P1.0和

28、P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX） ，具體如下表所示。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。表3.1 P0口第二功能引腳第2功能P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入） ，時(shí)鐘輸出 P1.1 P1.1 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個(gè)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(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫(xiě)“1”

29、時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL） 。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 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，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻

30、把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL） 。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。表3.2 P3口第二功能引腳第2功能P3.0 RXD (串行口輸入端)P3.1 TXD （串行口輸出端）P3.2 （外部中斷0請(qǐng)求輸入端，低電平有效）P3.3 （外部中斷1請(qǐng)求輸入端，低電平有效）表3.3 P3口第二功能引腳第2功能P3.4 T0 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入端）P3.5T1 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端）P3.6 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端

31、，低電平有效）P3.7 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效）RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)

32、據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。 如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”， ALE操作將無(wú)效。 這一位置 “1”，ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè) ALE使能標(biāo)志位 （地址為8EH的SFR的第0位） 的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。 PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。 當(dāng) AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。 EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀

33、取指令，EA必須接GND。 為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。3.1.2 FM1702高頻讀卡器模塊介紹管腳定義：（從上到下）1、 GND 2、 VCC(5V) 3、 RST4、 CS5、 SI 6、 SCK7、 SO性能參數(shù)：1、 輸入電壓：55.5V 2、 輸入電流：刷卡電流25mA 3、 通訊方式：SPI4、 有效刷卡高度：3-10cm(視天線、卡和周?chē)h(huán)境而不同) 5、 使用環(huán)境：-2570 攝氏度6、 尺寸：95.8*54.3 (單

34、位：mm) 3.1.3 Mifare射頻卡介紹本設(shè)計(jì)中采用的射頻卡為Mifare射頻卡,其核心是PHILIPS公司的Mifare1IC S50系列微芯片?？ㄆ蠠o(wú)源,工作時(shí)的電源能量由卡片讀寫(xiě)器天線發(fā)送無(wú)線電載波信號(hào)禍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。Mifare的主要指標(biāo)容量為8K位EEPROM分為16個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)為4塊,每塊16個(gè)字節(jié),以塊為存取單位每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問(wèn)控制每張卡有唯一序列號(hào),為32位具有防沖突機(jī)制,支持多卡操作無(wú)電源,自帶天線,內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路數(shù)據(jù)保存期為10年,可改寫(xiě)10萬(wàn)次,讀無(wú)限次工作

35、頻率:13.56MHZ通信速率:106KBPS讀寫(xiě)距離:10mm以內(nèi)(與讀寫(xiě)器有關(guān))（1）卡與讀寫(xiě)器的通訊復(fù)位應(yīng)答 Mifare卡的通訊協(xié)議和通訊波特率是定義好的,當(dāng)有卡片進(jìn)入讀寫(xiě)器的操作范圍時(shí),讀寫(xiě)器以特定的協(xié)議與它通訊,從而確定該卡是否為M1射頻卡,即驗(yàn)證卡片的卡型。防沖突機(jī)制 當(dāng)有多張卡進(jìn)入讀寫(xiě)器操作范圍時(shí),防沖突機(jī)制會(huì)從其中選擇一張進(jìn)行操作,未選中的則處于空閑模式等待下一次選卡,該過(guò)程會(huì)返回被選卡的序列號(hào)。選擇卡片 選擇被選中的卡的序列號(hào),并同時(shí)返回卡的容量代碼。三次互相確認(rèn) 選定要處理的卡片之后,讀寫(xiě)器就確定要訪問(wèn)的扇區(qū)號(hào),并對(duì)該扇區(qū)密碼進(jìn)行密碼校驗(yàn),在三次相互認(rèn)證之后就可以通過(guò)加密

36、流進(jìn)行通訊。（在選擇另一扇區(qū)時(shí),則必須進(jìn)行另一扇區(qū)密碼校驗(yàn)。）（2）系統(tǒng)的工作方式為：STC89C52控制FM1702,驅(qū)動(dòng)天線對(duì)Mifare卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作；然后根據(jù)所得的數(shù)據(jù)對(duì)其他接口器件,如和上位PC機(jī)之間進(jìn)行通信,把數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)。與上位機(jī)的通信采用RS485通信模塊,通信距離能夠達(dá)到1200米左右。整個(gè)系統(tǒng)由5V電源供電。（3）工作原理：系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在無(wú)源Mifare中。讀寫(xiě)器的主要任務(wù)是傳輸能量給Mifare卡,并建立與之的通信。單片機(jī)控制MF RC500，將其接收到的信號(hào)通過(guò)RS485傳送給上位PC機(jī)。然后等待上位機(jī)傳回的信號(hào)，確定是否控制執(zhí)行器開(kāi)門(mén)，還是報(bào)警。3.2 STC89C

37、52的電路連接本系統(tǒng)中, STC89C52電路連接圖如下圖3.2所示,采用SPI通信方式進(jìn)行連接,與FM1702模塊芯片的數(shù)據(jù)總線相連。P0口的一部分端口線與FM1702sl芯片的控制總線相連,在電源和地之間加上一個(gè)排阻，上電如果初始化成功，則提示可以刷卡，如初始化失敗，則一直停留在初始化界面。 圖3.2刷卡模塊接口原理圖圖3.3 STC89C52接線圖3.3 LCD12864液晶顯示屏的介紹LCD12864液晶顯示屏是帶中文字庫(kù)的128X64 是一種具有4 位/8 位并行、2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體 中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864,

38、內(nèi)置8192 個(gè)16*16 點(diǎn)漢字，和128 個(gè)16*8 點(diǎn)ASCII 字符 集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84 行1616 點(diǎn) 陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶 顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。3.3.1顯示屏模塊模塊連接電路圖圖3.4顯示屏模塊連接圖單片機(jī)與顯示屏的接口電路部分：液晶顯示屏的數(shù)據(jù)接口線與單片機(jī)的P1口相連，P0.0,P0.1,P0.2用于使能和控制對(duì)液晶屏的讀寫(xiě)等操作。3.

39、3.2天線設(shè)計(jì)射頻卡讀寫(xiě)器采用電感藕合式天線,主要用于產(chǎn)生磁通量,而磁通量用于向射頻卡提供電源并在讀卡器與射頻卡之間傳輸信息。因此,對(duì)讀卡器天線的構(gòu)造就有三個(gè)基本要求：使天線線圈的電流最大,用于產(chǎn)生最大的磁通量功率要匹配,以最大程度地利用產(chǎn)生磁通量的可用能量要有足夠的帶寬,以無(wú)失真?zhèn)魉陀脭?shù)據(jù)調(diào)制的載波信號(hào)。另外,由于Mifare卡是無(wú)源射頻卡,其能量是通過(guò)天線感應(yīng)來(lái)的,而且由于受到卡形狀的限制,卡中不可能封裝很大的天線,使得接收的能量較小,從而決定了讀卡器天線讀寫(xiě)距離較短,一般在以10cm內(nèi)。天線部分主要包括低通濾波器，接收電路，天線匹配電路和天線線圈,其工作過(guò)程為：天線拾取的信號(hào)經(jīng)過(guò)天線匹配

40、電路送到RX腳。FM1702的內(nèi)部接收器對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和解調(diào)并根據(jù)寄存器的設(shè)定進(jìn)行處理。然后數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接口。由微控制器進(jìn)行讀取。FM1702對(duì)驅(qū)動(dòng)部分使用單獨(dú)電源供電。電路設(shè)計(jì)天線直接連接的匹配電路如圖3.5所示。圖3.5 天線設(shè)計(jì)原理圖3.4 AT 24C02介紹AT24C02是低電壓工作的2K位串行電可擦除制度存儲(chǔ)器，內(nèi)部組織為256個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)8位，該芯片被廣泛應(yīng)用于低電壓及低消耗的工商業(yè)領(lǐng)域。3.4.1AT 24C02存儲(chǔ)模塊模塊連接電路圖圖3.7存儲(chǔ)器模塊接口原理圖3.4.2 主要特性：1.工作電壓：1.8V5.5V 2.輸入/輸出引腳兼容5V 3.應(yīng)用在內(nèi)部結(jié)構(gòu)：128x8

41、(1K),256x8(2K),512x8(4K),1024x8(8K),2048x8(16K) 4.二線串行接口 5.輸入引腳經(jīng)施密特觸發(fā)器濾波抑制噪聲 6.雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 7.兼容400KHz（1.8V,2.5V,2.7V,3.6V） 8.支持硬件寫(xiě)保護(hù) 9.高可靠性：讀寫(xiě)次數(shù)：1,000,000次極限額定參數(shù)： 引腳定義：表3.4引腳定義引腳名稱(chēng)引腳功能A0-A2器件地址輸入SDA串行數(shù)據(jù)輸入輸出SCL串行時(shí)鐘輸入WP寫(xiě)保護(hù)VCC電源GND地3.4.2.2引腳描述： 串行時(shí)鐘信號(hào)引腳（SCL）：在SCL輸入時(shí)鐘信號(hào)的上升沿將數(shù)據(jù)送入EEPROM器件，并在時(shí)鐘的下降沿將數(shù)據(jù)讀出。串行數(shù)據(jù)輸

42、入/輸出引腳（SDA）：引腳可實(shí)現(xiàn)雙向串行數(shù)據(jù)傳輸。該引腳為開(kāi)漏輸出，可與其他多個(gè)開(kāi)漏輸出器件或開(kāi)集電極器件線或鏈接。器件/頁(yè) 地址腳（A2，A1，A0）：A2，A1和A0引腳為AT24C02的硬件地址輸入引腳，在一個(gè)總線上最一個(gè)總線上最多可尋址八個(gè)2K器件，A2，A1和A0必須內(nèi)部鏈接。寫(xiě)保護(hù)（WP）引腳：AT24C02具有用于硬件數(shù)據(jù)寫(xiě)保護(hù)功能的引腳。當(dāng)該引腳接GND時(shí)，允許正常的讀寫(xiě)操作，當(dāng)該引腳接VCC時(shí)，芯片啟動(dòng)寫(xiě)保護(hù)功能。3.5電子鎖控制電子鎖控制采用9012三極管驅(qū)動(dòng)5V繼電器,單片機(jī)的輸出OUT通過(guò)9012三極管驅(qū)動(dòng)繼電器, 繼電器的輸出直接接繼電器線圈的一端,線圈的另一端接G

43、ND。繼電器的公共點(diǎn)和長(zhǎng)開(kāi)點(diǎn)分別接電子鎖的兩跟控制線由于電子鎖的開(kāi)關(guān)是靠?jī)筛刂凭€是否連通來(lái)控制的,當(dāng)兩根控制線接在一起時(shí)就開(kāi)門(mén),反之如果兩根控制線斷開(kāi)就鎖門(mén)。因此當(dāng)單片機(jī)的輸出端輸出高電平時(shí)三極管倒通,9012的輸入端為低電平,由于9012在這電路中起到開(kāi)關(guān)作用,因此9012輸出為高電平。此時(shí)繼電器線圈上有電流流過(guò),繼電器吸合,電子鎖的兩根控制線接通,電子鎖開(kāi)門(mén)。反之,如果單片機(jī)輸出高電平三極管不倒通, 9012三極管的輸出為低電平,因此繼電器線圈沒(méi)電路,繼電器不動(dòng)作,電子鎖的控制線保持?jǐn)嚅_(kāi),電子鎖鎖門(mén)。電路圖如下：圖3.8 繼電器模塊電路3.6報(bào)警電路報(bào)警電路有一個(gè)直流蜂鳴器和9012三極

44、管構(gòu)成,電路圖如圖所示。圖中Alarm為單片機(jī)的P2.4腳,當(dāng)需要蜂鳴器報(bào)警時(shí)只需要將單片機(jī)的P2.4管腳置為高電平,三極管倒通,電流從+5V電源經(jīng)過(guò)蜂鳴器和三極管的CE極流向地，蜂鳴器有電流流過(guò)則發(fā)聲報(bào)警。當(dāng)單片機(jī)P2.4管腳為低電平時(shí),三極管截止,沒(méi)有電流從蜂鳴器流過(guò),蜂鳴器停止發(fā)聲,因此通過(guò)控制單片機(jī)P2.4管腳的高電平時(shí)間就可以控制縫鳴器的報(bào)警時(shí)間。圖3.9蜂鳴器模塊3.7射頻卡讀卡器塊的復(fù)位電路射頻卡讀卡器塊的采用了按鍵復(fù)位電路， 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障,可通過(guò)按下復(fù)位按鍵，系統(tǒng)將復(fù)位,讓系統(tǒng)重新初始化運(yùn)行。圖3.10單片機(jī)復(fù)位模塊3.8按鍵模塊射頻卡讀卡器在系統(tǒng)初始化后進(jìn)入工作模式，通過(guò)按

45、鍵來(lái)切換各種模式。工作模式按下K1即進(jìn)入注冊(cè)模式，再次按下K1進(jìn)入注冊(cè)模式，接著按K1循環(huán)到工作模式。圖3.11 按鍵模塊3.9LED顯示模塊圖3.12LCD顯示模塊射頻卡讀卡器工作模式下刷卡，當(dāng)PowerLed為低電平D1亮，則表示刷卡成功此卡為合法卡允許進(jìn)入。當(dāng)LED為低電平時(shí)D2亮，說(shuō)明此是所刷的卡編號(hào)并未存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 射頻卡讀卡器的軟件設(shè)計(jì) 4 射頻卡讀卡器的軟件設(shè)計(jì)現(xiàn)在單片機(jī)編程使用的語(yǔ)言大多為匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。運(yùn)用匯編語(yǔ)言編程的好處是代碼生成效率高,程序運(yùn)行速度快；不足是程序的可讀性和可移植性比較差,用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序的

46、周期長(zhǎng),調(diào)試和排錯(cuò)相當(dāng)困難。C語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它既可用來(lái)編寫(xiě)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序,也可用來(lái)編寫(xiě)一般的應(yīng)用程序,用它編寫(xiě)的程序,具有較好的可讀性和可移植性。所以在本設(shè)計(jì)中運(yùn)用C語(yǔ)言進(jìn)行射頻卡讀卡器程序設(shè)計(jì)。4.1系統(tǒng)流程及主程序介紹系統(tǒng)工作是按固定順序執(zhí)行的，主要流程如圖開(kāi)始 初始化讀卡等待驗(yàn)證是否合法報(bào)警不開(kāi)門(mén)非法卡合法卡開(kāi)門(mén)延遲后自動(dòng)圖4.1 系統(tǒng)工作流程圖4.2讀卡器讀卡器主程序內(nèi)用要完成系統(tǒng)初始化，讀卡器和高頻頻FM1702模塊的中斷處理程序，以及與PC機(jī)通信中斷處理程序等操作,流程圖如圖所示。 開(kāi)始系統(tǒng)初始化有卡進(jìn)入N是否合法報(bào)警Y中斷圖4.2 讀卡器主流程圖4.3讀卡

47、過(guò)程及程序設(shè)計(jì)介紹讀卡器軟件編程來(lái)進(jìn)行對(duì)射頻卡的一系列操作,主要有：防沖突程序、卡片的讀寫(xiě)程序以及對(duì)卡片數(shù)據(jù)塊的操作等。讀卡程序的設(shè)計(jì)思路是在系統(tǒng)初始化后,射頻場(chǎng)檢測(cè)有Mifare1卡進(jìn)入射頻天線的有效范圍,讀卡程序按頃序啟動(dòng)防沖突程序和認(rèn)證程序,驗(yàn)證成功后最后操作卡片讀寫(xiě)程序。程序流程圖見(jiàn)圖所示,下面介紹其中的幾個(gè)主要過(guò)程。有卡尋卡防沖突選擇卡片讀卡是寫(xiě)卡串口啟動(dòng)寫(xiě)卡 圖4.3讀卡過(guò)程顯示圖4.3.1尋卡圖Mifare1卡是一種以被動(dòng)方式工作的卡,進(jìn)入射頻區(qū)的Mifare1卡上電后進(jìn)入IDLE狀態(tài),它通過(guò)吸收感應(yīng)區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)能量進(jìn)行工作,不會(huì)主動(dòng)發(fā)出信號(hào)。讀卡器必須不間斷地向外發(fā)出請(qǐng)求信號(hào),符

48、合條件的卡只有在接收到請(qǐng)求信號(hào)之后才會(huì)進(jìn)行響,。程序中用Mf500ComReq（）函數(shù)不斷向外循環(huán)發(fā)請(qǐng)求信號(hào),檢查感應(yīng)區(qū)是否有符合條件的卡,一旦有符合條件的卡進(jìn)入并被選中,程序退出循環(huán)請(qǐng)求過(guò)程,進(jìn)入防沖突過(guò)程。Request std指令分為和Request all兩個(gè)指令。Request al指令的功能是在天線范圍內(nèi)檢查所有符合條件的卡,無(wú)論是處于IDLE狀態(tài)還HALT狀態(tài)的卡,都會(huì)響應(yīng)。Request std指令只對(duì)天線范圍內(nèi)處于IDLE狀態(tài)的卡有效,對(duì)HALT狀態(tài)的卡無(wú)效?？紤]到至少有兩張卡同時(shí)進(jìn)入感應(yīng)區(qū)的可能,設(shè)計(jì)中采用Request all指令, Mf500ComReq（）函數(shù)主要代碼

49、及相關(guān)注釋見(jiàn)附錄。4.3.2防沖突所謂防沖突又叫防碰撞、防重疊,就是從多張進(jìn)入感應(yīng)區(qū)的卡中選出一張來(lái)進(jìn)行操作。如果只有一張進(jìn)入感應(yīng)區(qū),并且已經(jīng)知道了卡的序列號(hào)（SN）,則可跳過(guò)此步,直接進(jìn)入選卡命令,若不知道卡的序列號(hào),則必須調(diào)用防沖突函數(shù)mF500CascAnticoll(),以得到感應(yīng)區(qū)內(nèi)卡的序列號(hào)。若同時(shí)有多張卡在感應(yīng)區(qū)內(nèi),防沖突函數(shù)能夠選擇其中的一張卡并得到其序列號(hào)。防沖突指令只是獲得一張Mifare 1卡的序列號(hào),并沒(méi)有真正選中這張卡。選中卡應(yīng)由Select（見(jiàn)下一步）指令完成。SN為40位長(zhǎng)5個(gè)字節(jié),實(shí)際有意義的只有前4個(gè)字節(jié),最后一個(gè)字節(jié)是SN的異或校驗(yàn)的校驗(yàn)碼,在獲得SN之后,

50、一般應(yīng)在程序中對(duì)所接收到的SN進(jìn)行校驗(yàn),以確保數(shù)據(jù)的正確性。mF500CascAnticoll()函數(shù)主要代碼及相關(guān)注釋見(jiàn)附錄。4.3.3選擇卡片選擇卡片就是根據(jù)已知的序列號(hào)讀出卡的容量編碼（一字節(jié)）。只有經(jīng)過(guò)這一步驟后才算真正選中了一張卡,以后的操作都對(duì)這張卡進(jìn)行。選擇卡片指令是很重要的,而且必須首先被使用,因?yàn)榭ㄆ挥邢缺贿x中了,然后才能進(jìn)行讀、寫(xiě)等操作。選擇卡片過(guò)程是通過(guò)Mf500CascSelect（）函數(shù)實(shí)現(xiàn)的,其主要程序代碼及相關(guān)注釋見(jiàn)附錄。4.3.4讀取卡片如果完成了前面幾個(gè)步驟,說(shuō)明所選卡是本系統(tǒng)的卡,就可以對(duì)Mifare卡正常進(jìn)行讀、寫(xiě)了。讀卡函數(shù)Mf500Read（）從已通

51、過(guò)密碼驗(yàn)證的扇區(qū)中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)塊,共16個(gè)字節(jié),其中前面幾個(gè)字節(jié)即為卡號(hào)（1個(gè)字節(jié)表示2位卡號(hào),本系統(tǒng)卡號(hào)長(zhǎng)度為10,所以需要前面5個(gè)字節(jié)。）Mf500Read（）函數(shù)主要代碼及相關(guān)注釋見(jiàn)附錄。4.3.5 卡掛起當(dāng)對(duì)卡中的數(shù)據(jù)處理完后,程序應(yīng)使卡處于掛起狀態(tài),此時(shí)即使卡在感應(yīng)區(qū)域,讀卡器也不會(huì)再對(duì)該卡進(jìn)行任何操作。Mf500Halt（）函數(shù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)卡掛起功能,其主要代碼及相關(guān)注釋見(jiàn)附錄。 開(kāi)始延時(shí)尋卡IC卡處理程序防沖突加載密碼該卡發(fā)送數(shù)據(jù)等待卡拿開(kāi)等待一次性操作 初始化開(kāi) 始電子鎖吸收延時(shí)電子鎖釋放延時(shí)圖4.4驅(qū)動(dòng)電子鎖流程圖金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第5章 讀卡器的調(diào)試 5 讀卡器的調(diào)試5

52、.1各模塊硬件調(diào)試系統(tǒng)包含軟件和硬件，調(diào)試是比較重要的，綜合實(shí)際情況,可將調(diào)試分為幾步。畢竟硬件是軟件存在的基礎(chǔ)，保證硬件正常后才能檢測(cè)軟件的缺陷和漏洞；那么第一是硬件電路的調(diào)試,硬件電路正確無(wú)誤后，第二進(jìn)入軟件的調(diào)試。開(kāi)始檢查硬件電路，當(dāng)中主要包含電源是否連接正常、單片機(jī)是否正常工作、最主要的是射頻基站模塊能否正常工作等等。然后再通過(guò)串口調(diào)試助手,觀察單片機(jī)與射頻基站模塊通訊時(shí),兩者所傳送的數(shù)據(jù),觀察數(shù)據(jù)是否正確，這部分的調(diào)試起初只寫(xiě)簡(jiǎn)單程序，檢測(cè)能否與RF卡確立連接,接著添加程序?qū)⒖ㄖ行蛄刑?hào)讀出，最后增加的是卡中的信息讀寫(xiě)程序。然后是無(wú)線通信的檢測(cè),看發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)正確與否。最后就是單片機(jī)通過(guò)串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)的調(diào)試。5.1.1單片機(jī)的調(diào)試最先檢測(cè)STC89C52單片機(jī)芯片能否正常工作,首先檢測(cè)單片機(jī)的電源壓是否是5V,若是,在檢測(cè)單片機(jī)的EA端,是否為5V,如果是就再檢測(cè)單片機(jī)的復(fù)位電路是否能夠復(fù)位成功,若成功,就再檢測(cè)第18腳和第19腳接的晶振，能否起振，起振的正常對(duì)地電壓是2V上下,如果沒(méi)有電壓?jiǎn)纹瑱C(jī)必定不可正常工作。5.1.2串口通信模塊的調(diào)試MAX232是