智能盲人路面導(dǎo)航系統(tǒng)報(bào)告

1、-計(jì)算機(jī)學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)技術(shù)報(bào)告題目：盲人智能導(dǎo)航路面系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)*：*：*：*指導(dǎo)教師：起止時(shí)間： 2021 年 9 月至 2021 年 12月電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)工程系2021年5月制摘要此系統(tǒng)目的在于提供一種方便盲人單獨(dú)平安出行的導(dǎo)航系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)不能夠準(zhǔn)確、平安的為盲人導(dǎo)航的問(wèn)題。系統(tǒng)采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)展導(dǎo)航，將道路存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽，再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的語(yǔ)音提示信息，從而實(shí)現(xiàn)為盲人提供準(zhǔn)確、平安的導(dǎo)航，解決盲人的出行問(wèn)題?，F(xiàn)階段已完成預(yù)定功能，實(shí)現(xiàn)RFID盲人導(dǎo)航、語(yǔ)音提示、盲人輸入法、GPS導(dǎo)航、語(yǔ)音讀取短信、GSM相關(guān)功能等。系統(tǒng)能準(zhǔn)確的幫助盲人到達(dá)目的地，讓

2、盲人實(shí)現(xiàn)自由地出行。關(guān)鍵詞：盲人出行；盲人導(dǎo)航；RFID 第一章緒論當(dāng)今社會(huì)科技開(kāi)展迅速，帶給人們生活的便利也越來(lái)越多，從物聯(lián)網(wǎng)到大數(shù)據(jù)，從互聯(lián)網(wǎng)到人工智能，所有的一切都是為了讓人們體會(huì)到更加便捷。然而這些技術(shù)中卻很少有為盲人效勞的。中國(guó)是世界盲人最多的國(guó)家之一，目前約有500萬(wàn)盲人占世界盲人總數(shù)的10%以上，低視力者600多萬(wàn)，盲人的出行成了一個(gè)不可無(wú)視的社會(huì)問(wèn)題。目前盲人出行主要依靠盲道、手杖。已經(jīng)面世的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)大多基于超聲波識(shí)別系統(tǒng)，現(xiàn)有的超聲波盲產(chǎn)品往往只能夠區(qū)分出前方是否有障礙物以及障礙物的距離，無(wú)法知道障礙物到底是什么。而這些在實(shí)際使用過(guò)程中，都存在一些缺乏之處，存在平安隱患和

3、導(dǎo)盲的準(zhǔn)確性問(wèn)題。利用RFID新興技術(shù)進(jìn)展盲人導(dǎo)航有著可靠性高、定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)，通過(guò)語(yǔ)音的方式對(duì)盲人出行進(jìn)展引導(dǎo)，為成千上萬(wàn)的盲人出行帶來(lái)方便。第二章系統(tǒng)需求分析近年來(lái)隨著科技的飛速開(kāi)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件構(gòu)造軟硬件結(jié)合，加以完善。當(dāng)今世界盲人眾多，且他們的出行問(wèn)題成了影響他們正常生活最主要的因素之一。目前盲人出行主要依靠盲道、手杖。已經(jīng)面世的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)大多基于超聲波識(shí)別系統(tǒng)，現(xiàn)有的超聲波盲產(chǎn)品往往只能夠區(qū)分出前方是否有障礙物以及障礙物

4、的距離，無(wú)法知道障礙物到底是什么。而這些在實(shí)際使用過(guò)程中，都存在一些缺乏之處，存在平安隱患和導(dǎo)盲的準(zhǔn)確性問(wèn)題。本系統(tǒng)是一個(gè)基于RFID的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)，旨在解決盲人獨(dú)立出行不方便的問(wèn)題。系統(tǒng)主要由RFID感應(yīng)讀取IC卡容和RFID重寫(xiě)IC卡容兩局部構(gòu)成?，F(xiàn)目前的成果根本能夠?qū)崿F(xiàn)這兩個(gè)功能：1、讀取IC卡容：主要實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)意義是能夠感應(yīng)IC卡并語(yǔ)音播報(bào)出當(dāng)前IC卡的信息，以到達(dá)能夠讓盲人知道目前的位置信息。在試驗(yàn)階段我們還參加了電子屏幕顯示卡信息的功能，以方便在改變卡信息以后能夠確定卡信息是否被正確地改變了。2、改寫(xiě)IC卡容：該功能主要是為IC卡安放以及設(shè)計(jì)人員提供，其主要的功能是利用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)I

5、C卡和PC端的連接，并利用上位機(jī)改寫(xiě)IC卡固定扇區(qū)的容，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的位置安放的IC卡的信息也有所不同。 3、重置功能：該功能主要是為了清空單片機(jī)讀入的IC卡的數(shù)據(jù)，以到達(dá)更換卡片時(shí)，重新讀入的數(shù)據(jù)是當(dāng)前IC卡的數(shù)據(jù)而不是上一次緩存的數(shù)據(jù)。第三章系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)構(gòu)造如圖3-1圖3-1 系統(tǒng)構(gòu)造3.2系統(tǒng)所使用的的硬件(1)、STC89C52作為主控芯片1STC89C52單片機(jī)的主要特性如下Stc89c52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓，高性能CMOS8

6、位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，stc的stc89c52是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案，stc89c52芯片引腳圖如圖3-2所示。圖3-2 stc89c52芯片引腳圖主要特性：·與MCS-51 兼容·8K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器·壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保存時(shí)間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128*8位部RAM&

7、#183;32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·6個(gè)中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片振蕩器和時(shí)鐘電路2STC89C52RC 引腳功能說(shuō)明： 1、主電源引腳VSS和VSS STC89C52芯片引腳圖 VSS40腳接+5V電壓； VSS20腳接地。 2、外接晶體引腳*TAL1和*TAL2 *TAL119腳接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)接地；對(duì)SHMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。*TAL218腳接外晶體的另一端。在單片機(jī)部

8、，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，該引腳接外部振蕩器的信號(hào)，即把外部振蕩器的信號(hào)直接接到部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端；對(duì)*HMOS，此引腳應(yīng)懸浮。 3、控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPPRST/VPD9腳當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。推薦在此引腳與VSS引腳之間連接一個(gè)約8.2k的下拉電阻，與VSS引腳之間連接一個(gè)約10F的電容，以保證可靠地復(fù)位。VSS掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證部RAM的數(shù)據(jù)不喪失。當(dāng)VSS主電源下掉到低于規(guī)定的電平，而VPD在其規(guī)定的電壓圍5±

9、;0.5V，VPD就向部RAM提供備用電源。ALE/PROG30腳：當(dāng)外部存貯器時(shí)，ALE允許地址鎖存的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是，每當(dāng)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。ALE端可以驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流8個(gè)LS型的TTL輸入電路。對(duì)于EPROM單片機(jī)如8751，在EPROM編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖PROG。PSEN29腳：此腳的輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在

10、此期間，每當(dāng)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。PSEN同樣可以驅(qū)動(dòng)吸收或輸出8個(gè)LS型的TTL輸入。EA/VPP引腳：當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，部程序存儲(chǔ)器，但在PS程序計(jì)數(shù)器值超過(guò)0FFFH對(duì)851/8751/80S51或1FFFH對(duì)8052時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則只外部程序存儲(chǔ)器，不管是否有部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于常用的8031來(lái)說(shuō)，無(wú)部程序存儲(chǔ)器，所以EA腳須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于EPROM型的單片機(jī)如8751，在EPROM編程期間，此引腳也用于施加21V的編程電源VPP。 4控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/Vpd，AL

11、E/PROG，PSEN 和EA/Vpp。 RST/Vpd 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)。在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器同期的高電平由低到高跳變，將使單片機(jī)復(fù)位。在 VSS掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 Vpd向部 RAM提供備用電源，以保持部RAM中的數(shù)據(jù)。ALE/PROG 正常操作時(shí)為ALE功能允許地址錢(qián)存，提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器。ALE引腳以不變的頻率振蕩周期的1/6周期性地發(fā)出正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。但要注意，每當(dāng)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。 ALE端可以驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流八個(gè) LSTTL電路。對(duì)于 EPROM型單片機(jī)，在 EPROM編程期間，此

12、引腳接收編程脈沖PROG功能。PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令或數(shù)據(jù)期間；PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。 PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL輸入。 EAVpp EA為部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器選擇端。當(dāng)EA為高電平時(shí)，部程序存儲(chǔ)器PS值小于4K。當(dāng)EA為低電平時(shí)，則外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳上加21VEPROM編程電源Vpp。 5、輸入/輸出I/O引腳P0、P1、P2、P3共32根P0口39腳至32腳：是雙向8位三態(tài)I/O口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型的T

13、TL負(fù)載。P1口1腳至8腳：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。由于這種接口輸出沒(méi)有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。對(duì)8052、8032，P1.0引腳的第二功能為T(mén)2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的外部輸入，P1.1引腳的第二功能為T(mén)2E*捕捉、重裝觸發(fā)，即T2外部控制端。對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低8位地址。P2口21腳至28腳：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。在外部存儲(chǔ)器時(shí)，它可以作為擴(kuò)展電路高8位地址總線送出高8位地址。在對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高8位地址。P2可以驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。P3口10腳至17腳：是準(zhǔn)雙向

14、8位I/O口，在MSS-51中，這8個(gè)引腳還用于專門(mén)功能，是復(fù)用雙功能口。P3能驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。作為第一功能使用時(shí)，就作為普通I/O口用，功能和操作方法與P1口一樣。作為第二功能使用時(shí)，各引腳的定義如表所示。值得強(qiáng)調(diào)的是，P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。如表3-1。表3-1 P3口管腳備選功能P3.0R*D串行輸入口P3.1T*D串行輸出口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4T0記時(shí)器0外部輸入P3.5T1記時(shí)器1外部輸入P3.6/WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通P3.7/RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通本設(shè)計(jì)中采用的單片機(jī)是

15、宏晶科技的STC89C52，指令代碼完全兼容8051系列單片機(jī)，并且可通過(guò)串口直接下載用戶程序，不需要專用的編程器和仿真器，片上集成有高容量的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)RAM，無(wú)需拓展存儲(chǔ)器件就可滿足設(shè)計(jì)需要，如以下圖3-3圖3-32、LCD1602顯示屏顯示電路設(shè)計(jì)采用1602液晶顯示屏，該液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，置192種字符，可顯示符號(hào)、數(shù)字，清晰可見(jiàn)，而且功率消耗小壽命長(zhǎng)抗干擾能力強(qiáng)。所以在此設(shè)計(jì)中采用1602液晶顯示屏。LCD1602有16個(gè)引腳，各引腳與單片機(jī)及外部其他接口的連接如以下圖，VCC是電源，VL是液晶顯示偏壓，RS引腳控制存放器選擇1：數(shù)據(jù)存放器 0：指令存放器。R/W引腳控

16、制讀寫(xiě)信號(hào)1讀0寫(xiě)。EN/E是顯示器模塊使能信號(hào)輸入端，高電平有效。B_VCC和B_GND是背光板工作電壓的輸入端。DB0DB7是八位雙向數(shù)據(jù)總線與單片機(jī)上P0.0P0.7引腳相連，用于并口傳送數(shù)據(jù)，如圖3-4圖3-43、RFID模塊MF-RC522射頻芯片電路 PHILIPS公司的MF-RC522是應(yīng)用于13.56MHz非接觸式通信中高集成讀卡IC系列中的一員。其利用先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。MF-RC522支持IS014443A的多層應(yīng)用。為了驅(qū)動(dòng)天線，MF-RC522通過(guò)T*l和T*2提供13.56MHz的能量載波。根據(jù)存放

17、器的設(shè)定對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)展調(diào)制得到發(fā)送的信號(hào)。智能卡采用RF場(chǎng)的負(fù)載調(diào)制進(jìn)展響應(yīng)。天線拾取的信號(hào)經(jīng)過(guò)天線匹配電路送到R*腳，RC522部接收器對(duì)信號(hào)進(jìn)展檢測(cè)和解調(diào)并根據(jù)存放器的設(shè)定進(jìn)展處理，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到串行接口由微控制器進(jìn)展讀取。在每次上電或硬件復(fù)位后，MF-RC522 也復(fù)位其接口模式并檢測(cè)當(dāng)前微處理器的接口類型。MF-RC522 在復(fù)位階段后根據(jù)控制腳的邏輯電平識(shí)別微處理器接口。這是由固定管腳連接的組合和一個(gè)專門(mén)的初始化程序?qū)崿F(xiàn)的。首先, 無(wú)線載波信號(hào)通過(guò) MF-RC522射頻卡讀寫(xiě)模塊(下面簡(jiǎn)稱讀寫(xiě)模塊)由天線向射頻卡(非接觸卡)發(fā)送, 它們經(jīng)由射頻卡的天線耦合接收后, 首先進(jìn)展波形變換

18、, 繼而對(duì)其整流濾波,由電壓調(diào)節(jié)模塊對(duì)電壓進(jìn)展例如穩(wěn)壓等的進(jìn)一步的處理,最后在射頻卡上的各級(jí)電路上顯示輸出。此時(shí), 載波信號(hào)被非接觸卡接收后，就經(jīng)過(guò)該卡片上的調(diào)制/解調(diào)電路對(duì)載波信號(hào)進(jìn)展調(diào)制/解調(diào), 被處理過(guò)的信號(hào)就傳到卡片的控制器上用來(lái)控制及處理。數(shù)據(jù)被非接觸卡處理好以后, 再次經(jīng)過(guò)非接觸卡本身的天線把載波信號(hào)向MF-RC522返回, 同時(shí)MF-RC522由自身的調(diào)制/解調(diào)電路來(lái)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)展處理。這些返回的載波信號(hào)的頻率與 MF-RC522 發(fā)出的載波信號(hào)的頻率是一致的。通過(guò)這樣一個(gè)通訊回路, MF-RC522就可以對(duì)非接觸卡的容進(jìn)展讀寫(xiě)操作。這里需要說(shuō)明的是:非接觸型 IC 卡本身是無(wú)源

19、體, 當(dāng)讀寫(xiě)器對(duì)卡進(jìn)展讀寫(xiě)操作時(shí),讀寫(xiě)模塊發(fā)出的信號(hào)由兩局部疊加組成:一局部是電源信號(hào), 該信號(hào)由卡接收后, 與其本身的 L/C 產(chǎn)生諧振, 產(chǎn)生一個(gè)瞬間能量來(lái)供給芯片工作。另一局部則是結(jié)合數(shù)據(jù)信號(hào), 指揮芯片完成數(shù)據(jù)、修改、存儲(chǔ)等, 并返回給讀寫(xiě)模塊，如圖3-5圖3-54、NV065A系類語(yǔ)音芯片電路 1功能特點(diǎn)OTP 存儲(chǔ)格式，生產(chǎn)周期快，最快僅需一天，下單無(wú)最小量限制；靈活的多種按鍵操作模式以及電平輸出方式供選擇邊沿按鍵觸發(fā)、電平觸發(fā)、隨機(jī)按鍵播放、順序按鍵播放；簡(jiǎn)單方便的一線 MCU 串口控制方式，用戶主控 MCU 可控制任意段語(yǔ)音的觸發(fā)播放及停頓；語(yǔ)音時(shí)長(zhǎng) 10 秒、35 秒、65

20、秒、112 秒；置一組 PWM 輸出器可直推 0.5W 喇叭；靈活的放音操作，通過(guò)組合可節(jié)省語(yǔ)音空間，最多可播放 64 個(gè)語(yǔ)音組合8 腳的 32 個(gè)地址；音質(zhì)優(yōu)美，性能穩(wěn)定，物美價(jià)廉；置 LVR 自復(fù)位電路，保證芯片正常工作；DIP8，DIP14,SOP8，SOP14，以及 COB 五種封裝可供選擇，使用方便，應(yīng)用靈活；外圍電路簡(jiǎn)單，僅需一調(diào)節(jié)電容；工作電壓圍：1.8V5.5V；靜態(tài)電流：2uA； 2、芯片管腳圖，如圖3-6為8-pin DIP,SOP，圖3-7為14-pin DIP,SOP表一為DIP8，SOP8管腳對(duì)應(yīng)表，表二為DIP14，SOP14管腳對(duì)應(yīng)表圖3-6圖3-7 3、控制模式

21、音芯片具有豐富的控制方式。它分為按鍵控制模組和MCU一線串口控制模式。其中按鍵控制模組分為ON/OFF控制、脈沖可重復(fù)觸發(fā)、脈沖不可重復(fù)觸發(fā)、電平保持觸發(fā)、電平非持觸發(fā)、DOWN下一首、隨機(jī)段觸發(fā)。當(dāng)IO口被分配為MCU一線觸發(fā)時(shí)，不能同時(shí)作為按鍵來(lái)觸發(fā) 4、數(shù)據(jù)與語(yǔ)音的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表三表三：芯片數(shù)據(jù)與語(yǔ)音對(duì)應(yīng)關(guān)系5、晶體振蕩器晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。以聲卡為例，要實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)44.1kHz或48kHz的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個(gè)44.1kHz或48kHz的時(shí)鐘頻率。如果需要對(duì)這兩種音頻同時(shí)支

22、持的話，聲卡就需要有兩顆晶振。但是現(xiàn)在的娛樂(lè)級(jí)聲卡為了降低本錢(qián)，通常都采用SCR將輸出的采樣頻率固定在48kHz，但是SRC會(huì)對(duì)音質(zhì)帶來(lái)?yè)p害，而且現(xiàn)在的娛樂(lè)級(jí)聲卡都沒(méi)有很好地解決這個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是石英晶體振蕩器。石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來(lái)穩(wěn)定頻率和選擇頻率，是一種可以取代LC諧振回路的晶體諧振元件。石英晶體振蕩器廣泛地應(yīng)用在電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、無(wú)線通訊設(shè)備、電子鐘表、單片機(jī)、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。在單片機(jī)中為其提供時(shí)鐘頻率。石英晶體振蕩器是利用石英晶體二氧化硅的結(jié)晶

23、體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的根本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等，在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、瓷或塑料封裝的。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片的各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到:部振蕩和外部振蕩。

24、MCS-51單片機(jī)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳*TAL1和*TAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式，外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振)或瓷諧振器就構(gòu)成了部振蕩方式，片高增益反向放大器與作為反響元件的片外石英晶體或瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。外接晶體以及電容C2和C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其值為30pF左右，晶振頻率選11.0592MHz ，電路如圖3-8圖3-86、復(fù)位電路 STC89C52的復(fù)位輸入引腳RESET為STC89C52提供了初始化的手段

25、，可以使程序從指定處開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行，在STC89C52的時(shí)鐘電路工作后，只要RESET引腳上出現(xiàn)超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要RESET保持高電平，則STC89C52循環(huán)復(fù)位，只有當(dāng)RESET由高電平變成低電平以后，STC89C52才開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。電路如圖3-9圖3-93.2系統(tǒng)主要的軟件程序1、STC89C52主控程序2、NV065A語(yǔ)音芯片程序3、上位機(jī)程序3.3RFID讀寫(xiě)卡程序流程圖3-10為RFID讀卡程序流程，圖3-11為RFID寫(xiě)卡程序流程圖3-10RFID讀卡程序說(shuō)明：上圖所示為IC入磁場(chǎng)后，自動(dòng)循環(huán)發(fā)送的數(shù)據(jù)流碼型。其中前

26、9位為l，是卡的頭數(shù)據(jù)，第10-63位為數(shù)據(jù)及校驗(yàn)位，可能為0或1，第64位為完畢位0，之后循環(huán)。由此可知，要想正確地讀卡，首先就要正確的找到數(shù)據(jù)19位“1的同步頭，根據(jù)曼碼規(guī)則下跳為1，故可以檢測(cè)高電平并等其變低，連續(xù)檢測(cè)9個(gè)1以獲得同步。圖3-11寫(xiě)卡程序：非接觸式IC卡根本都是通過(guò)振幅調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)寫(xiě)入操作的。讀寫(xiě)器通過(guò)控制磁場(chǎng)的開(kāi)啟與關(guān)閉實(shí)現(xiàn)信息的傳送。了使得卡芯片就緒，必須首先開(kāi)啟磁場(chǎng)，為卡片提供上電復(fù)位的電源，TS為卡片所需的復(fù)位時(shí)間；讀寫(xiě)器關(guān)閉磁場(chǎng)產(chǎn)生停振間隙gap，待發(fā)送信息就是通過(guò)兩個(gè)相鄰間隙間磁場(chǎng)開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)度TO和Tl來(lái)表征的；數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，必須發(fā)送完畢信息，1個(gè)gap后

27、啟動(dòng)磁場(chǎng)TE時(shí)間。程序開(kāi)場(chǎng)時(shí)，先修改串口，假設(shè)不成功說(shuō)明端口1被占用，需要重新分配，然后尋卡，找到圍的卡建立連接。成功后進(jìn)展防沖突，并選擇需要讀寫(xiě)的扇區(qū)，并對(duì)選擇扇區(qū)進(jìn)展讀寫(xiě)修改。3.5系統(tǒng)總程序流程如圖3-12圖3-123.6功能實(shí)現(xiàn)流程識(shí)別并讀出卡信息在接收到按鍵所給出的信號(hào)后，讀卡器將IC卡的信息讀出，并將信息傳遞給語(yǔ)音模塊，由語(yǔ)音模塊通過(guò)喇叭播報(bào)IC卡信息。同時(shí)將信息傳遞到顯示頻上顯示。利用上位機(jī)程序改變卡信息IC卡放置讀卡器，并將串口連接電腦，在接通電源的情況下，通過(guò)上位機(jī)建立與IC卡的聯(lián)系，通過(guò)上位機(jī)程序改變IC卡信息。第四章系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試4.1硬件測(cè)試4.1.1 斷電測(cè)試為了保證焊接正確，防止硬件損壞。在調(diào)試