畢業(yè)設(shè)計（論文）基于ZLG500B讀卡模塊的非接觸式智能IC系統(tǒng)

1、畢業(yè)設(shè)計論文 基于zlg500b讀卡模塊的非接觸式ic系統(tǒng)畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文基于zlg500b讀卡模塊的非接觸式智能ic系統(tǒng)指導(dǎo)老師姓名： 專 業(yè) 名 稱：班 級 學(xué) 號： 論文提交日期： 論文答辯日期：2008年 月 日摘要zlg500b是一個簡單的串行讀寫模塊。它可以讀寫mifare無線智能卡，在這個器件中包括了一個pcb天線，提供了一個uart接口（cmos電平），可受控于主機(jī)的微處理器zlg500b讀卡模塊是基于13.56mhz頻率的系列讀卡模塊，它符合iso14443標(biāo)準(zhǔn)，可支持mifare1 s50/s70、mifare0 ultralight、mifare pro、mifar

2、e desfire，它采用超小型、超大規(guī)模集成電路封裝，具有易用、可靠、多樣和體積小等特點(diǎn)，可幫助您方便、快捷地將當(dāng)今最流行的非接觸式ic卡技術(shù)融入系統(tǒng)中，四層電路板設(shè)計，雙面表貼工藝，emc性能優(yōu)良；采用philips高集成度讀卡芯片mfrc500；具有控制線和可控蜂鳴器信號輸出；能讀寫mfrc500內(nèi)eeprom；可提供c51函數(shù)庫供二次開發(fā)；可根據(jù)用戶要求定制個性化模塊；關(guān)鍵詞：串行，集成電路，非接觸式，模塊，高集成度zlg500b is simply a serial reading modules. it can be read in the card, mifare wireles

3、s devices include a pcb antenna, provides a uart interface (cmos level)and it can be controlled by the host of microprocessors.based on the module is read card zlg500b 13.56 mhz frequency card series, which conform to the standards of modules, support iso14443 mifare1 s50 / s70 mifare0 ultralight mi

4、fare, and pro desfire, it adopts mifare, ting, vlsi encapsulation, easy and reliable, variety and characteristics of small volume, convenient, quick to help you to todays most popular contactless ic card into the system, the four layers, double-sided pcb design process, emc table posted excellent pe

5、rformance, adopt high integration philips card chip mfrc500, with control and controllable buzzer signal outputs. literacy mfrc500 eeprom within, provide c51 function library for secondary development, according to the requirements of users can customize their own module,keywords: series ， integrate

6、d circuit ，non-contact，module，high integration density目錄1、 緒論2、 總體設(shè)計方案3、 硬件部分設(shè)計4、 軟件部分設(shè)計5、 調(diào)試 總結(jié)11一、緒論 射頻卡又叫非接觸式ic卡， 誕生于90年代初，是世界上最近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它成功地將射頻識技術(shù)和ic卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源(卡中無電源)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域 的一大突破。由于存在著磁卡和接觸式ic卡不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，使之一經(jīng)問世， 便立即引起廣泛的關(guān)注，并以驚人的速度得到推廣應(yīng)用。非接觸式ic卡由ic芯片， 感應(yīng)天線組成， 并完全密封在一個標(biāo)準(zhǔn)pvc卡片中， 無外露部

7、分。非接觸式ic卡的讀寫過程， 通常由非接觸型ic卡與讀寫器之間通過無線電波來完成讀寫操作。非接觸型ic卡本身是無源體， 當(dāng)讀寫器對卡進(jìn)行讀寫操作時， 讀寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后， 與其本身的l/c產(chǎn)生諧振， 產(chǎn)生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結(jié)合數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)、修改、存儲等， 并返回給讀寫器。由非接觸式ic卡所形成的讀寫系統(tǒng)， 無論是硬件結(jié)構(gòu)， 還是操作過程都得到了很大的簡化， 同時借助于先進(jìn)的管理軟件，可脫機(jī)的操作方式， 都使數(shù)據(jù)讀寫過程更為簡單。二、總體設(shè)計方案我們通過串行口將8051單片機(jī)與zlg500b讀卡模塊進(jìn)行通信。

8、可以進(jìn)行ic卡的內(nèi)容讀取，也可以通過人機(jī)界面進(jìn)行修改，并通過液晶顯示器顯示出來。zlg500b與80c51連接三、硬件部分設(shè)計3.1 zlg500b zlg500b是一個簡單的串行讀寫模塊。它可以讀寫mifare無線智能卡，在這個器件中包括了一個pcb天線，提供了一個uart接口（cmos電平），可受控于主機(jī)的微處理器zlg500b讀卡模塊是基于13.56mhz頻率的系列讀卡模塊，它符合iso14443標(biāo)準(zhǔn)，可支持mifare1 s50/s70、mifare0 ultralight、mifare pro、mifare desfire，它采用超小型、超大規(guī)模集成電路封裝，具有易用、可靠、多樣和體

9、積小等特點(diǎn)，可幫助您方便、快捷地將當(dāng)今最流行的非接觸式ic卡技術(shù)融入系統(tǒng)中，四層電路板設(shè)計，雙面表貼工藝，emc性能優(yōu)良；采用philips高集成度讀卡芯片mfrc500；具有控制線和可控蜂鳴器信號輸出；能讀寫mfrc500內(nèi)eeprom；可提供c51函數(shù)庫供二次開發(fā)；可根據(jù)用戶要求定制個性化模塊3.1.2 zlg500b 天線一體化模塊實(shí)物圖j2j13.1.2電氣特性符號參數(shù)最小典型最大單位tstr環(huán)境或儲存溫度范圍-40+150top工作溫度范圍-25+25+85vcc工作電壓范圍4.555.5vicc1電流消耗，config成功后75maicc2電流消耗，close成功后7ma3.1.3

10、引腳描述如圖所示，j1為與天線的接口，j2為與mcu 的接口，如下二表顯示：天線接口表管腳符號描述j1-1gnd地j1-2tx1天線發(fā)送1j1-3gnd地j1-4tx2天線發(fā)送2j1-5gnd地j1-6rx天線接收cmos/ttl串行接口表管腳類型符號描述j2-1ctrl輸出控制線輸出j2-2bz輸出蜂鳴器信號輸出，平時為高，輸出方波或低電平有效j2-3con485輸出rs485控制，平時為低，txd發(fā)送為高j2-4vccpwr電源正端j2-5rst復(fù)位模塊復(fù)位端若模塊名后綴不帶g，高電平有效若模塊名后綴帶g，低電平有效或該腳懸空j2-6gndpwr電源負(fù)段j2-7rxd輸入uart接收端j2

11、-8txd輸出uart發(fā)送端rs232電平串行接口表管腳符號描述j4-1vcc加+5v電壓j4-2rxd232接口接送端j4-3txd232接口發(fā)送端j4-4gnd地hd61202及其兼容控制驅(qū)動器的引腳功能如下；引腳符號狀態(tài)引腳名稱功能cs1,cs2,cs3輸入芯片片選端cs1和cs2低電平選通，cs3高電平選通e輸入讀寫使能信號在e下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存（寫）入hd61202及其兼容控制驅(qū)動器；在e高電平期間，數(shù)據(jù)被讀入d/i輸入數(shù)據(jù)、指令選擇信號d/i=1為數(shù)據(jù)操作，d/i=0為寫指令或讀狀態(tài)r/w輸入讀寫選擇信號r/w=1為讀選通r/w=0為寫選通db0db7三態(tài)數(shù)據(jù)總線rst輸入復(fù)位信號

12、復(fù)位信號有效時，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0。rst可跟mpu相連，由mpu控制；也可直接接vcc，使之不起作用。hd61202 端口信號波形：hd61202及其兼容控制驅(qū)動器的指令：1、顯示開/關(guān)指令當(dāng)db0=1時，lcd顯示ram中內(nèi)容：db0=0時，關(guān)閉顯示。2、顯示起始行row設(shè)置指令該指令設(shè)置了對液晶屏嘴上一行的顯示ram的行號，有規(guī)律地改變顯示起始行，可以使lcd實(shí)現(xiàn)顯示滾屏的效果。3、讀狀態(tài)指令該指令用來查詢hd61202及其兼容控制驅(qū)動器的狀態(tài)，各參量含義：busy： 1內(nèi)部在工作 0正常狀態(tài)on/off： 1顯示關(guān)閉 0顯示打開rest： 1復(fù)位狀態(tài) 0正常狀態(tài)在busy和

13、rest狀態(tài)時，除讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對hd61202及其兼容控制驅(qū)動器產(chǎn)生作用。在對hd61202及其兼容控制驅(qū)動器操作之前要查詢busy狀態(tài)，以確定是否可以對hd61202及其兼容控制驅(qū)動器進(jìn)行操作。4、寫數(shù)據(jù)指令6、 讀數(shù)據(jù)指令讀、寫數(shù)據(jù)指令沒執(zhí)行完一次讀、寫操作，列地址就自動增一。進(jìn)行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元的數(shù)據(jù)。四、軟件部分設(shè)計4.1 zlg500b讀卡模塊數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議zlg500b是一個簡單的串行讀寫模塊，它可以讀寫mifare無線智能卡。在這個器件中包括了一個pcb天線，提供了一個uart接口，可受控于主機(jī)微處理器。4.1.1自動波特

14、率探測 uart接口一幀的數(shù)據(jù)格式為1個起始位，8個數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗(yàn)位、一個停止位，自動波特率探測，zlg500b上電后，將rc500內(nèi)eeprom中地址為0x7f單元的內(nèi)容輸出，取其低3位來初始化自己的波特率。在接收主機(jī)發(fā)出的stx的同時，測量波特率，若一致，則繼續(xù)通信；若不一致，則修改自己的波特率與主機(jī)一致，存入0x7f單元，準(zhǔn)備接收下一個stx。 zlg500b支持的波特率有：2400、4800、9600、19200、28800和57600，波特率與rc500內(nèi)的eeprom中0x7f單元3位值的對應(yīng)關(guān)系為：波特率（bps）0x7f24000x0048000x0196000x02192

15、000x03288000x04576000x054.1.2控制字符定義描述定義值開始符stx0x20終止符etx0x03應(yīng)答ack0x06無應(yīng)答nak0x154.1.3協(xié)議描述通信必須先由主機(jī)發(fā)送命令和數(shù)據(jù)給zlg500b，zlg500b執(zhí)行命令完畢后，將命令執(zhí)行的狀態(tài)和響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)回主機(jī)。開始通信前，收發(fā)雙方必須處于就緒狀態(tài)，首先主機(jī)發(fā)出stx，然后等待zlg500b的響應(yīng)ack，若在10ms內(nèi)為檢測到此響應(yīng)，或收到nak，則再次發(fā)送stx，如此反復(fù)3次，若3次均為收到正確應(yīng)答ack，則退出本次傳輸，將錯誤代碼返回給主程序，由主程序進(jìn)行錯誤處理，若主機(jī)收到zlg500b正確響應(yīng)ack，則可將數(shù)

16、據(jù)快發(fā)送出去，最后發(fā)送一個終止符etx結(jié)束本次發(fā)送。主機(jī)發(fā)送格式：主機(jī)數(shù)據(jù)傳送方向zlg500b說明stx主機(jī)在10ms內(nèi)未收到ack或收到nak，應(yīng)至少再重發(fā)stx一次：主機(jī)收到ack后，必須再50ms內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，且發(fā)送兩個字節(jié)的時間間隔必須少于10ms。ackdata+etx然后主機(jī)等待zlg500b發(fā)回的狀態(tài)和響應(yīng)數(shù)據(jù)。若在300ms內(nèi)未檢測到響應(yīng)，則退出本次傳輸，且向主程序報告錯誤代碼，zlg500b發(fā)送格式：zlg500b數(shù)據(jù)傳送方向主機(jī)說明stxzlg500b在50ms內(nèi)未收到ack，不重發(fā)stxackdata+etx4.2數(shù)據(jù)塊模式4.2.1主機(jī)zlg500b（命令模式）seqn

17、r: 1 byte 數(shù)據(jù)交換包的序號command: 1 byte 命令字符len: 1 byte 數(shù)據(jù)的長度data: len byte 數(shù)據(jù)字節(jié)bcc: 1 byte的bcc校驗(yàn)4.2.2zlg500b主機(jī)（響應(yīng)模式）seqnr: 1 byte 數(shù)據(jù)交換包的序號status: 1 byte 狀態(tài)字符len: 1 byte 數(shù)據(jù)的長度data: len byte 數(shù)據(jù)字節(jié)bcc: 1 byte的bcc校驗(yàn)4.2.3數(shù)據(jù)塊格式描述 數(shù)據(jù)交換包的序號由主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)塊時產(chǎn)生，取值范圍未0-255.在經(jīng)過一次正確的數(shù)據(jù)交換后，主機(jī)在發(fā)送下一個命令時，將數(shù)據(jù)包的序號加上1。msr返回最近接收的包序號。

18、通常主機(jī)應(yīng)用程序最好檢查命令/響應(yīng)包交換時的數(shù)據(jù)包的序號。 不管在執(zhí)行命令時出現(xiàn)任何錯誤，響應(yīng)包中的數(shù)據(jù)長度為0（len=0）. bcc校驗(yàn)碼計算數(shù)據(jù)塊中所有的inf0字節(jié)。然后將結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)塊的最后一個字節(jié)，如下式所示：infon=bcc= info0info1. infon-1 .xor、not 五、調(diào)試5.115.12在調(diào)試過程中遇到過以下幾個問題的解決辦法六、總結(jié)致謝時間過的很快，還有一些原來向做的擴(kuò)展功能沒能實(shí)現(xiàn)，但目前，在設(shè)計的過程中我么走了不少的彎路，也遇到了很多問題，還好得到了劉老師的耐心指導(dǎo)，才能夠被我們一一解決，終于完成了這次設(shè)計。這使我們從中學(xué)到了很多知識，實(shí)際動手去做課題，遇到了實(shí)際操作的難題還真是光學(xué)理論知識所無法想象得到的。經(jīng)過本次設(shè)計我們對讀寫系統(tǒng)技術(shù)和電子產(chǎn)品設(shè)計有了一點(diǎn)深刻的認(rèn)識，做的不好的地方希望劉老師見諒。通過本次課程設(shè)計，讓我對電子產(chǎn)品設(shè)計與調(diào)試，特別是軟件部分的設(shè)計有了跟深入的理解。在設(shè)計過程的開始，由于沒有對其做深入的思考認(rèn)為設(shè)計相當(dāng)?shù)暮唵?，但在后來的調(diào)試和思考過程中發(fā)現(xiàn)了好多問題。于是重新對設(shè)計進(jìn)行思考，另外，在設(shè)計結(jié)束后，我也對程序進(jìn)行了認(rèn)真的思考。我認(rèn)為我們所修改的程序還有許多地方需要改進(jìn) ，但由于時間和能力上原因，未能讓這次做的非接觸式讀寫系統(tǒng)功能 為此我也感到很遺憾。不過有了這次設(shè)