基于51單片機的非接觸式ic卡讀卡器畢業設計-資料下載頁

【導讀】工作原理以及相應的軟硬件設計。和開發作了研究。論文描述了IC卡系統的發展和現狀，通過對射頻識別技術原。理的研究，揭示了射頻IC卡系統的工作原理。介紹了TypeA型常用的卡片MF1. ICS50和對應讀卡器的設計方法和電路，并詳細闡述了系統各個模塊的組成和原理，給出了天線的設計規范。現方案和具體電路。最后介紹了系統設計的軟件部分，重點介紹了RC500的主。程思路和編程方法，給出了兩個編程實例。

　　

【正文】 完成，這部分的程序設計比較簡單，其流程圖如圖 所示。 圖 顯示部分程序流程圖 顯示模塊的部分程序如下： MAIN： MOV SP， 60H MAIN1： LCALL START ；調用初始化 MOV A, 80H ；第一行顯示第一個字符 的位置 ACALL ENABLE ；調用寫指令 MOV DPTR, TABLE1 ；第一行表頭位置 CALL WRITE1 ；調用第一行寫子程序 MOV A, 0C0H ；第二行位置 CALL ENABLE ；調用寫指令 MOV DPTR, TABLE2 ；第二行表頭位置 CALL WRITE LCALL DELAY1 JMP MAIN1 ENABLE： ；寫命令時序 MOV SS, A CLR RS CLR RW CLR E 22 ACALL DELAY SETB E RET WRITE1: ；寫字符串 MOV R1, 00H A1： MOV A, R1 MOVC A, @A+DRTR ；取將顯示的數據 CALL WRITE2 ；調用寫程序寫入單個字節 INC R1 CJNE R1， 10H， AL RET WRITE2： ；寫單個字符 MOV SS A SETB RS CLR RW CLR E CALL DELAY SETB E RET 鍵盤程序設計 鍵 盤程序包括按鍵識別及識別按鍵后系統的相應動作。按鍵識別分兩步進行：第一步，識別鍵盤有無鍵被按下；第二步如果有鍵被按下，識別出具體的按鍵。分述如下：第一步，識別 鍵盤有無鍵被按下的方法是：讓所有列均置為 0 電平，檢查各行線電平是否有變化，如果有變化，則說明有鍵被按下。第二步，識別具體的按鍵的方法有掃描法和線反轉法，這里采用掃描法：逐列置 0 電平，其余各列置為高電平，檢查各行線電平的變化，如果某行電平由高電平變為 0 電平，則可確定此行此列交叉點處的按鍵被按下。本方案中用延時 l0ms 進行軟件消抖，通過設置處理標志位來區分閉合鍵是否己處理過，用計算方法得到鍵碼。鍵盤掃描子程序中完成如下幾個功能： (1) 斷鍵盤上有無鍵按下。其方法為 P1 口低 3 位輸出全 0，讀 P1 口狀態， 若 、 為全 1，則說明鍵盤無鍵按下；若不全為 1，則說明鍵盤有鍵按下； (2) 除按鍵抖動的影響。其方法為，在判斷有鍵按下后，用軟件延時的方法延時 10ms，再判斷鍵盤狀態，如果仍為有鍵按下狀態，則認為有一個確定的鍵按下，否則當作按鍵抖動處理； (3) 按鍵位置。根據前面的掃描法，進行逐位置 0 掃描，最后定位按鍵位置； (4) 閉合一次僅進行一次按鍵的處理。方法是等待按鍵釋放之后，再進行按鍵功能的處理操作。編程掃描程序流程圖如圖 所示。 23 圖 掃描程序流程圖 E2PROM 程序的編寫 AT24C64 存儲器可以解決單片機片內 E2PROM 不足的問題，用以保存諸如用戶設置參數、卡片信息等資料。由于本系統中采用到的 AT89S52 單片機不具備 I2C 總線接口，因此采用軟件法加以解決。在軟件編 寫時遵循 I2C 總線規則：初始狀態時， SCL、 SDA 兩線都為高，當 SCL 為高電平時，如果 SDA 線跌落，認為是“起始位”；當 SCL 為高電平時，如果 SDA線上升，認為是“停止位”；除此之外，在發送數據的過程中當 SCL 為高電平時， SDA 應保持穩定。 ACK 應答位指在此時鐘周期內由從器件 (E2PROM)把 SDA 拉低，表示回應。這時主器件 (AT89S52)的 SDA 口屬性應該變為輸入以便檢測。 E2PROM 主要讀寫程序如下： void 12c_Send_Byte (unsigned char Send_Data) /*寫 一個字節到 E2PROM 中 */ { unsigned char i。 for(i=8。i!=0。i) { SCL_DIR=0。 if(Send_Dataamp。0x80){SDA_DIR=1。} //接收到數據 else{SDA_DIR=0。} delay_μs(2)。 SCL_DIR=1。 Send_Data = (Send_Data1)。 // 數據左移一位 } do //接收應答信號，防止死循環 { SCL_DIR=0。 SDA_DIR=1。 delay_μs(2)。 24 SCL_DIR=1。 } while(SDA!=0)。 //停止位 SCL_DIR=0。 SDA_DIR=0。 } 通信部分程序設計 (1)通信協議概述 RS232 串口通信協議是我們熟悉和常用的通信協議，其通信協議的設計思想是基于幀傳輸方式，即在向串口發送命令信號、應答信號及數 據信號時是按照幀的格式發送的。為了使數據快速可靠地傳輸，將每一幀數據對應一個命令幀，傳輸數據即執行命令，具體如下： 1) 在讀數據時，遵循“讀命令 等數據 報告”，即 PC 下達一個命令，等待接收數據，再據所接收數據正誤向應用程序報告此命令的執行情況； 2) 在 PC 寫數據時，遵循“寫命令 等回應 報告”，即 PC 下達一寫命令 (此時所要寫的數據含于此命令中 )，等待 MCU 發來的己經正確接收的回應信號，并向應用程序報告此命令執行完畢； 3) 如果在傳輸過程中 PC 或 MCU 所接收的任何 一幀信號出現錯誤時，均會向對方發送重發此幀信號的請求，如果連續幾 次傳輸失敗，則退出通信，并向應用程序報告。 (2)MCU 串口通信程序流程圖 MCU 串口通信程序流程圖如圖 所示。 圖 MCU 串口通信程序流程 圖 25 5 系統調試 系統調試是在實驗室進行的，它是從設計向應用轉化的關鍵一步，需要大量調試，才可能使系統運行正常，系統調試是在這樣的環境下進行的：仿真器采用的是偉福公司的 G6W，軟件采用與其配套的 e2020w 編譯軟件；部分程序的編譯也使用了 KeilC51；編程器使用的是Top 系列編程器 Top2020a 型。 主要測試的內容有： (1) 讀卡器的基本功能如：系統時鐘顯示、 E2PROM 的讀寫、非法卡報警等； (2) 系統軟件的功能模塊測試； (3) RC500 讀 /寫卡功能模塊測試。 (1) 系統顯示模塊不能正常工作。顯示模塊由 LCD 和時鐘芯片 1602 組成，時鐘芯片與單片機的連接比較簡單，并且程序部分也都通過了調試，但系統卻不能正常工作，所以應該是 LCD 的硬件出了問題，經過查找，是由于調節 LCD 亮度的那個電位器值過大，造成雖然DS1602 正常工作了，但信息并沒有得到正常的顯示，通過對電位器值的適當調整， LCD 正常工作了，問題得到了解決。 (2) 數據寫不到 AT24C64 中去。 AT24C64 通過二根線與單 片機相連，理論上只要時序正確，對其進行數據的讀寫就應該能夠成功，但是實際中每次調用該子程序都不成功，可能是時序上的問題，但經過調試發現程序的編寫是正確的，所以應該是硬件連接上的問題。根據I2C 協議傳輸數據的規定， SDA 和 SCL 都是要求加上拉電阻的，但參閱的資料上說由于 P2口內部已帶有上拉電阻，不用再加 AT24C64 就能正常工作，但經過調試發現事實并非如此，經過對電路的修正，在 SDA 和 SCL 引腳上加了兩個 10K 的電阻，最終解決了這個問題了。 (3) 讀卡器與卡片不能進行正常的通信。在調試過程中，當有 卡進入天線范圍內時，讀寫器卻不能正常的與之進行數據交換，讀不到卡片的信息。這個問題產生的原因有很多，可能是 RC500 軟件設計上的問題，也可能是天線設計的問題，最后在指導老師的幫助下，經過自己的努力找到了問題的所在，原來是天線匹配電路不合適，通過對匹配電路上電阻、電容的適當調整，使問題得到了解決。 26 結論 本 論文從整體的角度，對非接觸式智能卡系統進行分析和研究，同時做到重點的突出。論文從智能卡整體系統入手，著重介紹了基于 Philips 公司 MIFARE 技術的非接觸式 IC 卡讀卡器的設計開發 。該讀卡器能夠讀寫距離在 0100mm 范圍內的符合 IEC/IS014443 Type A 標準的非接觸式智能卡。讀卡器采用外接電源供電，具有蜂鳴器報警、系統時鐘、 LCD 顯示、3 2 小鍵盤輸入和采用 RS232 接口同上位機通信的功能，能夠很好地滿足實際應用的需要。 作為一個系統在設計時可能要考慮到諸多因素，每一個細節上，都可能出現意想不到的事情，有時一個小小的問題，要花好多的時間和精力，需要耐心和恒心，經過努力，該系統設計已經完成，實際測試證明系統已能達到設計要求。 然而本論文論述的非接觸式智能卡系統還有很多方 面需要進一步提高，針對 論文中所述，主要有以下幾個方面： (1) 本論文沒有介紹上位機的軟件設計問題。在應用系統中，這也是非常重要的一部分，主要涉及數據庫的操作、與下位機的通信以及友好的用戶操作界面等問題。 (2) 讀寫裝置與上位機之間的通信接口宜采用 USB 接口。采用 USB 接口的外設與計算機之間的傳輸速率遠比 RS232 和標準并行接口高，而且支持熱插拔。 (3) 本論文中給出的程序，還需進一步的優化，減少其大小，提高程序執行效率。 通過對系統的軟硬件設計和調試過程，積累了不少實 際經驗，開拓了了思維，為今后在這方面的工作打下了較為堅實的基礎。本文還有很多不足之處，懇請各位專家和老師批評指正。 27 致謝 本文從課題的選定開始，系統方案的確定，以及對設計電路的調試指導，到最后論文的編寫和完成較稿， 郭 老師都給予了悉心的指導。對其中設計思路的引導，電路的可靠性，論文的嚴謹性等方面更傾注了 他 的精力和心血。在具體的設計問題中，能夠一針見血的指出問題所在，使我學到了新的知識，受益匪淺。 他 廣博的知識面，豐富的實踐經驗以及嚴謹的治學作風，將激勵我在今后的工作和學習中豐富自己、努力進 取，在此，特別向郭老師表示由衷的感謝和誠摯的敬意。 其次，要感謝學校給我們提供這么好的畢業設計環境，在畢業設計完成的過程中得到了許多老師和學院領導的幫助，老師們嚴謹治學的教學使我受益匪淺。 在本論文的寫作和相關研究工作中，我同班同學都給予了我很多熱心的幫助和熱情的鼓勵，使我順利走過近 兩 個月的 畢業設計 生活。我要向他們中的每一個人表示由衷的感謝，我會永遠記住這段美好時光。 再次向所有幫助過我的人表示衷心的感謝！謝謝你們！ 28 參考文獻 1 張洪潤，藍清華 .單片機應用技術教程 .北京：清華大學出版社， 1997， 41~96 2 譚浩強 .C 程序設計 . 北京：清華大學出版社， 2020， 67~186 3 MF RC500 中文資料 . 29 附錄 A 總電路圖