基于arm的電子標簽閱讀器設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 行總線上實現不同位速率的通信、串XX 大學本科生畢業論文7行時鐘同步可作為握手機制使串行傳輸掛起和恢復等特性。（3）通用并行 I/O 口 沒有連接到特定外設功能的管腳由 GPIO 寄存器進行控制。管腳可以動態配置為輸入或輸出。寄存器可以同時對任意輸出口進行置位或清零。輸出寄存器的值以及管腳的當前狀態都可以讀出。I/O 口具有單個位的方向控制、輸出置位和清零可單獨控制、所有 I/O 在復位后的默認狀態都為輸入等特性。 M2102G 非接觸式讀寫模塊M2102G 非接觸式讀寫模塊可應用到提供非接觸式閱讀器中，范圍涉及門禁控制、邏輯訪問、物品追蹤等。M2102G 符合 ISO 14443 A/B 和 ISO 15693 協議標準，并能與 Sony 協議標準取得通信。在透明模式中，它能與符合以上標準的任何芯片取得通信。包括天線在內尺寸僅為 6 x ，設計優化，形狀小巧。這樣它就更容易安裝到尺寸迷你的便攜式電子訪問控制設備中，進行非接觸式信息讀取。它的卡片自動檢測功能和低功耗設計可在電池供電的設備中起到省電節能的作用，設備能夠連續運行多年。M2102G 提供了 picopass174。 安全措施，包括密鑰管理和加密計算。它們確保了 picopass174。 / micropass174。 、閱讀器、主機設備之間的身份驗證和通信都是安全可靠的。M2102G 帶有擴展存儲空間，可另行下載及存儲軟件，優化芯片與閱讀器的通信時間，或者使功能變得更加個性化。M2102G 支持雙標準 非接觸式讀寫模塊也具有接觸式功能。進行通信時，它可以和常規的接觸卡一樣 — 采用 ISO7816, T=0。 因此，它是一種可將閱讀器從接觸式轉變為非接觸式的工具。M2102G 非接觸式讀寫模塊具有兼容 ISO 14443Aamp。B、ISO 1569Sony 協議標準，工作距離可達 、尺寸小、低功耗（工作模式下 50mA,待機模式下50μA） 、待機模式下的卡片自動檢測功能、加密安全管理功能、便于系統集成、UART 串行接口、額外存儲空間用于應用軟件下載、 250 字節的通信緩沖器等特性。 系統軟件設計方案軟件是閱讀器的重要組成部分，主要包括：XX 大學本科生畢業論文8底層支持軟件用于控制電子標簽的讀寫、密碼驗證等；采用 C 語言編寫。已針對不同操作分別形成子程序模塊，如加電、下電、串口初始化、I2C 初始化、讀卡程序等。通訊軟件包括閱讀器與 PC 的聯機遇訊軟件和通過閱讀器實現與 PC 的信息上傳下達的脫機管理軟件，用于將 PC 的管理信息、應用數據、等下載讀寫器，將讀寫器中的相關記錄與信息上傳 PC 機。本設計方案中采用了 RS232 通信協議。鍵盤顯示程序用于讀寫器人機交互；上位機軟件PC 端的高級語言程序，主要包括刷卡記錄、通訊、控制等模塊。XX 大學本科生畢業論文9第 3 章 電子標簽閱讀器硬件設計 閱讀器電源設計LPC2210 微控制器均使用兩組電源，I/O 口供電電源為 ，內核及片內外設供電電源為 ，所以系統設計為 應用系統。首先由 220V 交流電通過變壓器與整流橋將交流電變為 9V 直流電壓。9V 直流電壓通過穩壓芯片得到所需電壓。 5V 穩壓電路設計5V 穩壓電路設計可以采用兩種方案，一種方案為采用 LM7805 集成線性穩壓芯片，另一中方案為采用 LM2575 開關電源芯片。7805 穩壓塊產生 5V 電壓。但 7805 的一個明顯缺點，是當輸入電壓大于 12 伏時，發熱會很厲害，最大的輸入電壓也只能到 15 伏左右。原因在于 7805 屬于線性穩壓。即如果輸入 12V，就有 7V 電壓是完全的發熱浪費掉。解決這個問題的有效方法是改用開關式的電源 IC。LM2575 是一個比較好的選擇。7805 與 LM2575 的電壓輸入與輸出關系曲線如圖 31 所示。LM2575 主要特性是： (a) 7805 輸入與輸出電壓線性曲線 (b) LM2575 輸入與輸出電壓線性曲線圖 31 7805 與 LM2575 芯片輸入電壓與輸出電壓關系曲線XX 大學本科生畢業論文10 P+ , 固定輸出 5V 電壓可調整輸出的電壓版本輸出電壓是 到 37 伏 (HV 版本可達 57V)最大輸出電流 1A輸入電壓最高 40V (HV 版本最高 60V)內部振蕩頻率為 52KTTL 關閉功能，待機狀態極低功耗使用高可靠的標準電感 (330uH)溫度及電流限制保護鑒于 LM2575 以上的優點故在本設計采用 LM2575 作為 5V 電壓產生芯片。設計電路原理圖如圖 32 所示。圖 32 基于 LM2575 的 5V 電壓產生電路原理圖 與 電壓產生電路 電壓產生電路中采用了 LDO 芯片 和 其特點為輸出電流大，輸出電壓精度高，穩定性高等。兩塊芯片的電壓輸出特性如表 31所示。SPX1117 為一個低功耗正向電壓調節器，其可以用在一些高效率，小封裝的低功耗設計中。SPX1117 有很低的靜態電流，在滿負載時其低壓差僅為 。當輸出電流減少時，靜態電流隨負載變化，并提高效率。SPX1117 可調節，以選擇，，， 及 5V 的輸出電壓。XX 大學本科生畢業論文11SPX1117 為提供多種 3 引腳封裝：SOT223 ，TO252，TO220 及 TO263。一個 10uF 的輸出電容可有效地保證穩定性，然而在大多數應用中，僅需一個更小的 電容。表 31 與 芯片電壓輸出特性PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS VersionOutput Voltage IOUT = 10mA, VIN =, TJ = 25186。C10mA ≤ IOUT ≤ 800mA, ≤ VIN ≤ 10V V VersionOutput Voltage IOUT = 10mA, VIN =, TJ = 25186。C10mA ≤ IOUT ≤ 800mA, ≤ VIN ≤ 10V VSPX1117 特性： 穩定輸出電流；1A 穩定峰值電流；3 端可調節(電壓可選：，，， 及 5V)；低靜態電流； 時低壓差為 ；% 線性調整率/%負載調整率； 陶瓷電容即可保持穩定；過流及溫度保護；以 SPX1117 為穩壓芯片產生 與 電壓的電路原理圖如圖 33 所示。XX 大學本科生畢業論文12圖 33 與 電壓產生 閱讀器串口通信硬件設計 RS232 協議概述RS323C 標準是美國 EIA(電子工業聯合會）與 BELL 等公司一起開發的 1969年公布的通信協議。全名是數據終端設備 DTE(Data Terminal Equipment)和數據通訊設備 DCE（Data Communication Equipment) 之間 串行二進制數據交換接口技術標準。它適合于數據傳輸速率在 0～20220b/s 范圍內的通信。RS232C 標準（協議）的全稱是 EIARS232C 標準，其中 EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業協會，RS（Remeded Standard）代表推薦標準，232 是標識號，C 代表 RS232 的最新一次修改（1969） ，在這之前，有 RS232B、RS232A。EIARS232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規定。規定如下：在 TxD 和 RxD 上： 邏輯 1(MARK)=3V～15V 邏輯 0(SPACE)=+3～＋15V在 RTS、 CTS、DSR、DTR 和 DCD 等控制線上：信號有效（接通， ON 狀態，正電壓）＝+3V～+15V 信號無效（斷開，OFF 狀態，負電壓) =3V～15V 以上規定說明了 RS323C 標準對邏輯電平的定義。對于數據（信息碼）：邏輯“1” 的電平低于3V 邏輯“0”的電平高于+3V對于控制信號：接通狀態（ON）即信號有效的電平高于+3V 斷開狀態(OFF)即信號無效的電平低于3V 也就是當傳輸電平的絕對值大于 3V 時，電路可以有效地檢查出來，介于3～+3V 之間的電壓無意義，低于15V 或高于+15V 的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在177。(3～15)V 之間。(a) 電壓產生電路 (b) 電壓產生電路XX 大學本科生畢業論文13EIARS232C 與 TTL 轉換：EIARS232C 是用正負電壓來表示邏輯狀態，與 TTL 以高低電平表示邏輯狀態的規定不同。因此，為了能夠讓計算機接口與終端的 TTL 器件連接，必須在 EIARS232C 與 TTL 電路之間進行電平和邏輯關系的變換。實現這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉換器件，如 MAX232 芯片可完成 TTL←→EIA 雙向電平轉換。連接器的機械特性：電纜長度：在通信速率低于 20kb/s 時，RS232C 所直接連接的最大物理距離為15m（50 英尺） 。最大直接傳輸距離說明：RS232C 標準規定，若不使用 MODEM，在碼元畸變小于 4%的情況下，DTE 和 DCE 之間最大傳輸距離為 15m（50 英尺） 。為了保證碼元畸變小于 4%的要求，接口標準在電氣特性中規定，驅動器的負載電容應小于 2500pF。RS232C 的接口信號:RS232C 標準接口有 25 條線， 4 條數據線、11 條控制線、 3 條定時線、7 條備用和未定義線，常用的只有 9 根，它們是：（1）聯絡控制信號線：數據裝置準備好（Data set readyDSR)——有效時（ON）狀態，表明處于可以使用的狀態。數據終端準備好(Data set readyDTR)——有效時（ON）狀態，表明數據終端可以使用。請求發送(Request to sendRTS)——用來表示 DTE 請求 DCE 發送數據，即當終端要發送數據時，使該信號有效（ON 狀態） ，向 MODEM 請求發送。允許發送（Clear to sendCTS）——用來表示 DCE 準備好接收 DTE 發來的數據，是對請求發送信號 RTS 的響應信號。接收線信號檢出(Received Line detectionRLSD)——用來表示 DCE 已接通通信鏈路，告知 DTE 準備接收數據。此線也叫做數據載波檢出(Data Carrier dectectionDCD）線。振鈴指示(RingingRI)——當該信號有效（ON 狀態） ，通知終端，已被呼叫。（2）數據發送與接收線：發送數據(Transmitted dataTxD)——通過 TxD 終端將串行數據發送，(DTE→DCE)。XX 大學本科生畢業論文14接收數據(Received dataRxD)——通過 RxD 線終端接收串行數據，(DCE→DTE)。（3）地線有兩根線 SG、PG ——信號地和保護地信號線，無方向。當通信距離較近時，通信雙方可以直接連接，這種情況下，只需使用少數幾根信號線。最簡單的情況，在通信中根本不需要 RS232C 的控制聯絡信號，只需三根線（發送線、接收線、信號地線）便可實現全雙工異步串行通信。 SP3232E 芯片簡介串口通訊對單片機而言意義重大，不但可以實現將單片機的數據傳輸到電腦端，而且也能實現電腦對單片機的控制。LPC2210 有兩個全雙工的串行通訊口，所以單片機和電腦之間可以方便地進行串口通訊。在最簡單的 RS232 直接傳送通信系統中，僅用信號發送端(TXD)，信號接收端 (RXD)和信號地(GND)3 根線即可進行通信；若以應答方式進行數據通信，可使用請求發送(RTS)、清除發送(CTS)或數據終端準備(DTR)、數據裝置準備 (DSR)進行硬件握手，但由于握手方式占用其他的端口，而單片機的端口數量有限，所以，計算機與單片機的通信常采用直接傳送的方式。在 51單片機系統中，進行串行通訊時要滿足一定的條件， ，單片機的串口是 TTL 電平的，邏輯低電平“0”應不大于 V，邏輯高電平“1”應不小于 2 V，而電腦的串口是RS232 電平，兩者之間必須有一個電平轉換電路，方案中采用了專用芯片 SP323E進行轉換。將串口 RXD 和 TXD 的信號轉換成 RS232 接口標準的電平，這樣，二者之間就可以通過 RS232 接口進行數字信號的傳送。SP3232E 系列是 RS232 收發器對便攜式或手持式應用，如筆記本或掌上型電腦的一種解決方案。SP3232E 系列有一個高效的電荷泵，工作電壓為 時只需 電容就可進行操作。電荷泵允許 SP3232E 系列在+ 到+ 內的某個電壓下發送符合 RS232 的信號。 SP33232E 系列是一個 2 驅動器/2 接收器的器件，適用于便攜式或手持式設備（如筆記本或掌上型電腦） 。SP3232E 器件的 ESD 保護使得驅動器和接收器的管腳可承受177。15kV 人體放電模式，和 IEC100042 氣隙放電模式。SP3222E 器件包含一種低功耗關斷模式，該模式下器件的驅動器輸出和電荷泵被禁止。關斷狀態下，電源電流低于 1μA。XX 大學本科生畢業論文15圖34 SP3232E典型工作電路SP3222E 和 SP3232E