基于射頻技術(shù)的自動簽到系統(tǒng)

畢業(yè)設計說明書基于射頻技術(shù)的自動簽到系統(tǒng)學生姓名：學號：信息與通信工程系學院：信息與通信工程系電子信息工程系名：電子信息工程專業(yè)：指導教師：2023年6月基于射頻技術(shù)的考勤系統(tǒng)設計摘要無線射頻識別技術(shù)可以自動同時識別以非接觸方式移動的多個目標。越來越多的零售商、銀行、交通管理系統(tǒng)、展覽及物流供給商將這項新技術(shù)應用于他們的產(chǎn)品和效勞，因此，這給RFID技術(shù)的研究帶來了機遇和挑戰(zhàn)。基于RFID技術(shù)的自動簽到系統(tǒng)是一種全新智能型簽到系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動識別和采集簽到人員的信息，以實現(xiàn)自動簽到功能。本課題提出設計基于射頻技術(shù)的自動簽到系統(tǒng)。以EM4095為核心設計采用125khz射頻RFID技術(shù)及單片機AT89S52實現(xiàn)。本論文首先對射頻識別技術(shù)原理進行了概述，介紹了典型的RFID系統(tǒng)。并介紹了與RFID相關(guān)的電磁場理論及電子標簽和天線空中通信原理。論文詳細地闡述了基于射頻技術(shù)的自動簽到系統(tǒng)的硬件和軟件設計，給出了每一局部的實際電路圖。讀卡器的硬件設計及RS232通信電路、LED狀態(tài)顯示電路、蜂鳴器驅(qū)動電路、主控電路的連接、EM4095接口電路和讀卡器天線這幾局部的設計。軟件主要對EM4095的應用程序的設計。關(guān)鍵詞:無線射頻識別技術(shù),RFID,自動簽到,EM4095,AT89S52AutomaticattendancesystembasedonRadiofrequencyidentification(RFID)technologyAbstractRFIDtechnologycanautomaticallyidentifymanynon-contactandmovingtargetsatthesametime.Moreandmoreretailers,bankstrafficmanagementsystems,exhibitionsandlogisticssupplierswillusethisnewtechnologytotheirproductsandservices,soitcreatesopportunitiesandchallengesfortheresearchofRFIDtechnology.Theautomaticattendancesystem,basedonRFIDtechnology,isanewkindofintelligentattendancesystem,whichcanautomaticallyidentifyandcollectpersonnelinformationtoactualizeitsautomatically-signfunction.Basedontheradiofrequencytechnology,thisprojectproposestodesignanautomaticattendancesystem,viathetechnologyof125kHzRFIDandMCUAT89S52.And,thedesigniswithEM4095atitscore.Firstly,thispapermakesabriefintroductiontotheprincipleofRadiofrequencyidentificationtechnologyandthetypicalRFIDsystem.Then,thetheoriesoftheelectromagneticfiledrelatedtoRFID,electroniclabelandantennaairbornecommunicationprincipleareintroduced.And,thepaperexplainsdetailedlythedesignprocedureofautomaticcheck-insystem’shardwareandsoftwarebasedonthetechnologyofradiofrequencydesign,andgivestheactualcircuitofeachpart.Thefollowingpartsarethehardwaredesignofcardreader,RS232communicationcircuit,stateLEDdisplaycircuit,buzzerdrivercircuit,mastercircuitconnection,EM4095interfacecircuitandthedesignofcardreaderantenna.Keywords:Radiofrequencyidentification(RFID)technology,RFID,Automaticcheck-in,EM4095,AT89S52目錄1緒論11.1課題的背景及重要意義11.2國內(nèi)外開展綜述11.3本課題主要研究的內(nèi)容32考勤系統(tǒng)根本作用原理與理論42.1射頻識別技術(shù)原理42.2射頻識別技術(shù)42.2.1RFID技術(shù)優(yōu)勢及特點52.3射頻識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)62.3.1標簽72.3.2閱讀器72.3.3天線82.3.4應用軟件92.4標簽和天線空中通信原理92.4.1與RFID相關(guān)的電磁場理論92.4.2電磁傳播的能量傳遞102.4.3能量供給及耦合方式112.5非接觸IC卡11非接觸IC卡工作過程12非接觸IC卡使用標準132.6編碼原理133基于射頻識別技術(shù)的考勤簽到系統(tǒng)硬件設計143.1主控模塊芯片選擇與設計143.2射頻讀寫模塊芯片選擇與設計173.3EM4100電子標簽213.3.1無源射頻芯片EM4100工作原理213.3.2EM4100內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)格式223.3.3EM4095讀取EM4100波形圖223.4PL2303通信電路選擇與設計223.4.1PL-2303引腳功能說明233.4.2電路連接233.5LCD狀態(tài)顯示電路243.6蜂鳴器驅(qū)動電路253.7LED狀態(tài)顯示電路設計253.8天線設計264軟件設計274.1編碼和解碼274.1.1解調(diào)輸出波特點274.1.2解碼軟件設計思路284.2編譯305總結(jié)31附錄A實驗原理圖32附錄B射頻模塊匯編語言程序如下33參考文獻46致謝481緒論1.1課題的背景及重要意義射頻識別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification)，縮寫RFID，是20世紀90年代興起的一種非接觸式的自動識別技術(shù)[1]。利用射頻方式進行非接觸式雙向通信,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作方便快捷。該技術(shù)在世界范圍內(nèi)正被廣泛應用,在我國起步較晚,與先進國家有一定的差距，我國的這項技術(shù)還處在研發(fā)階段,研究和開展射頻識別技術(shù)及其應用刻不容緩。近年來，射頻識別技術(shù)在全球許多領(lǐng)域快速開展，隨著物聯(lián)網(wǎng)的智能化，市場追求效率的開展，各種軟件產(chǎn)品應運而生,提升了我們工作的準確率。在我國國情中，會議的召開是必不可少的，會議簽到工作大多是通過安保人員核對與會人員的身份，根據(jù)與會人員提供的信息(工作證、身份證)等進行驗證,人為主觀性比擬強，識別不準確。有些會議登記還停留在紙質(zhì)簽到階段,參會人員排隊簽到要浪費一定的時間，而且簽到經(jīng)常發(fā)生錯誤。會議簽到統(tǒng)計報表只能在會議簽到結(jié)束后一段時間后才能給會議組織者或領(lǐng)導查閱，工作效率低，耗用時間長。近年來也采取了利用近距離智能卡實現(xiàn)簽到功能，但需設置通道出入口，且通道較窄，難以承受大流量的與會人員的準確簽到與統(tǒng)計。為實現(xiàn)各政府、機關(guān)、企事業(yè)單位所召開會議的簽到數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和信息查詢過程自動化.基于射頻技術(shù)的RFID智能會議簽到系統(tǒng)與之相比優(yōu)勢非常明顯[2]。假設使用RFID技術(shù)，參會人員只需通過會議簽到場所，就可以快速讀取數(shù)據(jù)信息就可以實現(xiàn)自動登記,保證數(shù)據(jù)可靠性和平安性,還能夠同時完成多人會議簽到操作，實現(xiàn)無紙化辦公。1.2國內(nèi)外開展綜述國外對IC卡的研究和應用較早，但是非接觸式IC卡方面的研究使用也只是近些年的事。雷達的改良和應用催生了射頻識別技術(shù)，1948年奠定了射頻識別技術(shù)的理論根底。1960年至1970年間，射頻識別技術(shù)的理論得到了開展，開始了些應用嘗試。在接下來的十年，各種射頻識別技術(shù)測試得到加速，出現(xiàn)了些最早的射頻識別應用。1980年至1990年間，射頻識別技術(shù)已進入商業(yè)應用階段。在1990年至2000年間，射頻識別產(chǎn)品逐漸成為了人們生活的一局部，RFID產(chǎn)品的廣泛使用，也使得射頻識別技術(shù)標準化問題越發(fā)受人重視[3]。2000年后，射頻識別技術(shù)產(chǎn)品種類更加豐富，電子標簽本錢不斷降低，應用規(guī)模更加擴大。目前，歐美門禁系統(tǒng)市場正逐漸進入成熟階段，其產(chǎn)業(yè)的分工已進人細分階段，生產(chǎn)卡和讀卡器的廠家就只生產(chǎn)卡和讀卡器[4]，如美國的HID公司、Hl-dala公司、德國的Destele公司。生產(chǎn)控制器的公司就只研究生產(chǎn)控制器和軟件。如美國的NorthernComputer公司、CSI公司。從目前全球門禁系統(tǒng)的前端輸入設備的水平及開展方向來看，雖然磁卡和接觸式IC卡讀卡器在門禁系統(tǒng)的應用中還有一局部市場，但從開展趨勢上看，除賓館鎖外，磁卡和接觸式IC卡讀卡器已在逐步地退出門禁系統(tǒng)市場。在我國，射頻識別技術(shù)主要應用于公共平安，生產(chǎn)管理與控制,現(xiàn)代物流和交通管理中.上海、深圳、北京等地陸續(xù)采用了射頻公交卡。而在我國射頻標簽最大的應用工程是第二代公民身份證。2004年，我國啟動了第二代身份證工程，該工程把普通卡片似的身份證逐步更換為內(nèi)嵌ISO/IEC1443B標準的13.56MHz電子標簽的身份證，可以與閱讀身份證的儀器進行相互認證，并實現(xiàn)人口信息管理的現(xiàn)代化,為了提高信息平安,二代身份證中采用了加密技術(shù)，需要公安部授權(quán)的專用SAM(SecureAccessmodule，平安控制模塊)才能讀取芯片內(nèi)存儲的個人資料。該工程可以說是國內(nèi)乃至國際上最大的RFID應用的工程之一[3]。經(jīng)過多年的開展，13.56MHz以下的RFID技術(shù)已相對成熟，目前業(yè)界最關(guān)注的是位于中高頻段的RFID技術(shù)，特別是860MHz～960MHz〔UHF頻段〕的遠距離RFID技術(shù)開展最快；而2.45GHz和5.8GHz頻段由于產(chǎn)品擁擠、易受干擾、技術(shù)相對復雜，其相關(guān)的研究和應用仍處于探索的階段[6]。2023年的北京奧運會上，RFID技術(shù)已得到了廣泛應用。2023年以來，經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)開展等有利因素推動，全球RFID市場也持續(xù)升溫，RFID的應用領(lǐng)域越來越多，人們對RFID產(chǎn)業(yè)開展的期待也越來越高。RFID技術(shù)正處于迅速成熟的時期，許多國家都將RFID作為一項重要產(chǎn)業(yè)予以積極推動。制約射頻識別系統(tǒng)開展的主要問題是不兼容的標準.射頻識別系統(tǒng)的主要廠商提供的都是專用系統(tǒng)，導致不同的應用和不同的行業(yè)采用不同廠商的頻率和協(xié)議標準，這樣勢必會制約了整個射頻識別行業(yè)的成長。許多歐美組織正在著手解決這個問題，并已經(jīng)取得了一些成績。標準化必將刺激射頻識別技術(shù)的大幅度開展與更加廣泛的應用。經(jīng)過多年的開展，13.56MHz以下的RFID技術(shù)已相對成熟，目前業(yè)界最關(guān)注的是位于中高頻段的RFID技術(shù)，特別是860MHz～960MHz〔UHF頻段〕的遠距離RFID技術(shù)開展最快；而2.45GHz和5.8GHz頻段由于產(chǎn)品擁擠、易受干擾、技術(shù)相對復雜，其相關(guān)的研究和應用仍處于探索的階段?？傊?，我國射頻識別技術(shù)應用狀況還處于開展的初期，核心技術(shù)急需突破，商業(yè)模式有待創(chuàng)新和完善，產(chǎn)業(yè)鏈需要進一步開展和壯大。只有核心問題得到有效解決，才能夠真正迎來RFID市場的開展。實現(xiàn)射頻識別技術(shù)在我國成熟、全面的應用將是一個長期的過程，需要業(yè)內(nèi)人士共同努力。1.3本課題主要研究的內(nèi)容根據(jù)課題設計的要求，本課題將設計一種RFID讀寫器，識別終端實現(xiàn)以下功能：1.發(fā)射射頻信號。信號頻率應等于電子標簽接受回路諧振頻率，信號有足夠的強度，以啟動電子標簽工作并滿足對距離的要求。2.接收電子標簽發(fā)射的射頻信號，并解調(diào)出其中的數(shù)據(jù)。3.數(shù)據(jù)解碼及后續(xù)處理。終端硬件系統(tǒng)實現(xiàn)前2項功能，第3項功能有識讀終端軟件系統(tǒng)實現(xiàn)。射頻卡本身無源，通過天線從閱讀器的射頻場獲取能量。當射頻卡靠近閱讀器天線線圈時，卡內(nèi)標簽被喚醒，通過射頻耦合的方式獲取能量，經(jīng)過整流電路，將正負交替的正弦交流電壓變換成單方向的脈動電壓，然后通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出電壓，使輸出電壓不受其它因素的影響，在獲得5V左右穩(wěn)定的工作電源后，電子標簽的單片機局部被激活開始工作，將所存儲的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槎M制數(shù)字信號輸出，通過開關(guān)電路進行ASK調(diào)制，把已調(diào)信號傳送到天線，電子標簽與讀寫器之間通過天線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。2考勤系統(tǒng)根本作用原理與理論2.1射頻識別技術(shù)原理RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以到達目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。當標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息〔PassiveTag，無源標簽或被動標簽〕，或者主動發(fā)送某一頻率的信號〔ActiveTag，有源標簽或主動標簽〕；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。2.2射頻識別技術(shù)射頻識別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification,縮寫RFID),射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息到達識別目的的技術(shù)。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信〞奠定了射頻識別技術(shù)的理論根底。與傳統(tǒng)的條型碼、磁卡及IC卡相比,射頻卡具有非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、壽命長、便于使用的特點和具有防沖突功能，能同時處理多張卡片。射頻識別技術(shù)可以根據(jù)工作頻率的不同分為低頻和高頻系統(tǒng)；根據(jù)射頻卡的不同分為可讀寫(RW)卡一次寫入、屢次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種；根據(jù)射頻卡有無電池分為有源和無源兩種；根據(jù)調(diào)制方式的不同分為主動式和被動式;還可以根據(jù)不同的耦合程度分成如下三類[7]：1.密耦合具有很小作用距離的射頻識別系統(tǒng)，典型的作用距離范圍從0到1cm，人們把這種系統(tǒng)稱作密耦合系統(tǒng)，即緊密耦合系統(tǒng)。必須把應答器插入閱讀器中或者放置在閱讀器為此設定的外表上。密耦合系統(tǒng)可以用介于直流和30MHz交流之間的任意頻率進行工作，因為應答器工作時不必發(fā)射電磁波。數(shù)據(jù)載體與閱讀器之間的緊密耦合能夠提供較大的能量，甚至可供電流消耗較大的微處理器進行工作。密耦合系統(tǒng)應用于平安要求較高，但不要求作用距離的設備中。例如：電子門鎖系統(tǒng)或帶有計數(shù)功能的非接觸IC卡系統(tǒng)。2.遙耦合把寫和讀得作用距離增至1m的系統(tǒng)稱遙耦合系統(tǒng)。所有遙耦合系統(tǒng)在閱讀器和應答器之間都是電感(磁)耦合。因此，人們也把這些系統(tǒng)稱為電感無線電裝置。所有出售的射頻識別系統(tǒng)的90-95%都屬于電感(磁)耦合系統(tǒng)。遙耦合系統(tǒng)又可分為近耦合系統(tǒng)和疏耦合系統(tǒng)，他們各自采用的ISO(InternationalStandardOrganization)標準也不一樣。作為發(fā)射頻率,使用135kHz以下的頻率,或使用6.75MHz、13.56MHz以及27.125MHz頻率。按應答器到閱讀器的距離來說，通過電感耦合可傳輸?shù)哪芰渴呛苄〉?以致往往只使用耗電很小的只讀數(shù)據(jù)載體。使用微處理器應答器的高檔系統(tǒng)也屬于電感耦合系統(tǒng)的范圍之內(nèi)。3遠距離系統(tǒng)遠距離系統(tǒng)典型的作用距離是從1m到10m，個別的系統(tǒng)也有更遠的作用距離。所有遠距離系統(tǒng)都是在微波范圍內(nèi)用電磁波工作的，發(fā)送頻率通常為2.45GHz，眾所周知，也有些系統(tǒng)使用的頻率為915MHz(在歐洲史不允許的)，5.8GHz和24.125GHz。使微芯片進行工作，要對應答器供給足夠的能量，光靠傳輸?shù)哪芰渴墙^對不夠用的。因此，遠距離系統(tǒng)(從外表波應答器來看)具有一個輔助電池。這個輔助電池并不是為應答器和閱讀器之間的數(shù)據(jù)傳輸提供能量的，而是只給微芯片提供能量，為讀/寫存儲數(shù)據(jù)效勞的。ISO15693ISO15693ISO1443遙耦合近耦合疏耦合圖2.1對于非接觸IC卡來說，近耦合與疏耦合區(qū)別2.2.1RFID技術(shù)優(yōu)勢及特點[8]1.快速掃描條形碼一次只能有一個條形碼受到掃描;RFID辨識器可同時辨識讀取數(shù)個RFID標簽。2.體積小型化、形狀多樣化RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外，RFID標簽更可往小型化與多樣形態(tài)開展，以應用于不同產(chǎn)品。3.抗污染能力和耐久性傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對水、油和化學藥品等物質(zhì)具有很強抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損;RFID卷標是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。4.可重復使用現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFDI標簽那么可以重復地新增、修改、刪除。RFID卷標內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。5.穿透性和無屏障閱讀在被覆蓋的情況下，RFID能穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)，并能進行穿透性通信。而條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可辨讀條形碼。6.數(shù)據(jù)的記憶容量大未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對卷標所能擴充容量的需求也相應增加。7.平安性RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護，使其內(nèi)容不易被偽造及變造。近年來，RFID因其所具備的遠距離讀取、高儲存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一個企業(yè)大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯(lián)，從而更加準確地接收反應信息，控制需求信息，優(yōu)化整個供給鏈。2.3射頻識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)典型的RFID系統(tǒng)由以下四局部組成[9]：1.標簽(TAG，即射頻卡)：由耦合元件及芯片組成，標簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進行通信。2.閱讀器：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標簽信息的設備。3.天線：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。應用軟件:控制完成閱讀器和標簽的所有行為。饋線饋線數(shù)據(jù)接收天線標簽閱讀器數(shù)據(jù)請求應用軟件系統(tǒng)〔計算機〕控制模塊射頻模塊回傳數(shù)據(jù)發(fā)送指令雙向數(shù)據(jù)通信空中接口閱讀器圖2.2典型的RFID系統(tǒng)[10]2.3.1標簽根據(jù)標簽內(nèi)部集成電路的供電方式不同，標簽可以分為有源標簽、無源標簽和半有源標簽三種。無源標簽的主要構(gòu)成元件包括芯片、感應線圈(天線)、充電電容、諧振電容和集成電路，而有源標簽和半有源標簽還帶有電池[11]。對于無源標簽，其內(nèi)部無電池，電路工作的電源由其內(nèi)部的諧振電路對閱讀器的電磁波進行感應并經(jīng)過整流得到。有些標簽內(nèi)部還帶有傳感器芯片等輔助模塊，可以完成溫度、濕度、壓力、電磁波強度等物理量的感知和記錄，實現(xiàn)更加廣泛的應用功能。2.3.2閱讀器閱讀器又稱讀寫器，它在RFID系統(tǒng)中起到舉足輕重的作用。首先，閱讀器的頻率決定了整個射頻識別系統(tǒng)的工作頻段；其次，閱讀器是實現(xiàn)軟件系統(tǒng)和標簽之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵部件；再次，其功率又直接影響到目標識別的有效距離和讀寫效果。閱讀器主要完成以下功能[12]：〔1〕閱讀器與標簽之間的通信功能，一般為兩者之間的雙向通信。〔2〕閱讀器與計算機之間的數(shù)據(jù)通信，一般采用標準接口如PL2303、RS232/485、RJ45等?！?〕能夠?qū)ψR讀范圍多個標簽進行同時識讀，具備標簽的防沖撞功能?！?〕能夠校驗讀寫過程中的錯誤信息?！?〕對于有源系統(tǒng)，閱讀器還能標識標簽電池的相關(guān)信息，方便電池管理。閱讀器主要有控制模塊和射頻模塊兩個局部組成。控制模塊主要完成與應用軟件的通信、控制與標簽的通信過程、信號的編碼與解碼、執(zhí)行防沖撞算法等，射頻模塊那么是為了產(chǎn)生高頻發(fā)射能量、對發(fā)射信號進行調(diào)制以及對接收到的射頻信號的解調(diào)等。2.3.3天線天線是閱讀器和標簽之間信號和能量傳遞的中介，負責以一定的輻出功率在一定的輻射范圍和角度向外發(fā)送和接受電磁波。電磁波隨著傳輸空間衰減，對于常見的RFID系統(tǒng)，閱讀器和天線多是別離的，這樣便于天線角度的布置以及一個閱讀器同時連接多臺天線；對于工作在微波頻率的閱讀器，天線體積較小，多是和閱讀器集成為一體的。無線電發(fā)射機輸出的射頻信號功率，通過饋線〔電纜〕輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點后，由天線接下來〔僅僅接收很小很小一局部功率〕，并通過饋線送到無線電接收機?？梢?，天線是發(fā)射和接收電磁波的一個重要的無線電設備，沒有天線也就沒有無線電通信。RFID天線主要有線圈型、微帶貼片型、偶極子型3種根本形式的天線[13]。在無線通信系統(tǒng)中,需要將來自發(fā)射機的導波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波,或者將無線電波轉(zhuǎn)換為導波能量,用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線.發(fā)射機所產(chǎn)生的已調(diào)制的高頻電流能量(或?qū)Р芰?經(jīng)饋線傳輸?shù)桨l(fā)射天線,通過天線將轉(zhuǎn)換為某種極化的電磁波能量,并向所需方向出去。到達接收點后,接收天線將來自空間特定方向的某種極化的電磁波能量又轉(zhuǎn)換為已調(diào)制的高頻電流能量,經(jīng)饋線輸送到接收機輸入端。綜上所述,天線應有以下功能[14]：1.天線應能將導波能量盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪芰?這首先要求天線是一個良好的電磁開放系統(tǒng),其次要求天線與發(fā)射機或接收機匹配。2.天線應使電磁波盡可能集中于確定的方向上,或?qū)Υ_定方向的來波最大限度的接受，即方向具有方向性。3.天線應能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波,即天線有適當?shù)臉O化。4.天線應有足夠的工作頻帶。對于125kHz頻率的天線來講,其耦合方式為電感耦合,所以在制作天線時也需考慮使其具有足夠的電感量,根據(jù)對電感量的要求和線圈的面積,來確定層數(shù),并在各層上以保持使每層中電流方向相同為前提來制作線圈。電感計算公式為:〔式2.1〕其中D1D2分別為線圈的內(nèi)徑和外徑,N為線圈總匝數(shù)。2.3.4應用軟件應用軟件系統(tǒng)是整個RFID系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，閱讀器和標簽的所有行為均由應用軟件來控制完成。根據(jù)具體的應用需求，應用軟件系統(tǒng)首先作為主動方向閱讀器發(fā)出指令，而閱讀器那么作為從動方響應這些指令，從而按照指令完成閱讀器參數(shù)設定或者向軟件系統(tǒng)返回相應的數(shù)據(jù)，軟件系統(tǒng)再對得到的數(shù)據(jù)進行相應操作。應用軟件系統(tǒng)操作閱讀器的典型API接口指令主要包括配置閱讀器參數(shù)、識別(Identify)、讀取(Read)、寫入(Write)等。2.4標簽和天線空中通信原理標簽和天線之間的通信及能量感應方式一般可以分成兩類[15]：電感耦合(Inductive)系統(tǒng)和電磁反向散射耦合(BackscatterCoupling)。電感耦合即所謂的變壓器原理模型，依據(jù)的是電磁感應定律，適用于近距離低頻系統(tǒng)；電磁反向散射耦合也稱電磁傳播，即所謂的雷達原理模型，天線發(fā)射的電磁波碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律，其適用于超高頻、微波系統(tǒng)。2.4.1與RFID相關(guān)的電磁場理論根據(jù)觀測點距離天線的距離不同，將天線周圍的場區(qū)劃分為以下三個區(qū)域[16]，并呈現(xiàn)出不同的性質(zhì)。(1)無功近場區(qū)該區(qū)域是天線輻射場中緊鄰天線口徑的一個近場區(qū)域，是一個儲能場，其中的電場和磁場的轉(zhuǎn)換類似于變壓器模型原理，且束縛于天線的電磁場并未做功而只是相互轉(zhuǎn)換。(2)輻射近場區(qū)該區(qū)域的電磁場已經(jīng)脫離天線的束縛并作為電磁波進入空間，場區(qū)中輻射場占優(yōu)勢，并且輻射場的角度分布與距離天線口徑的距離有關(guān)。對于通常的天線，此區(qū)域又稱菲涅爾區(qū)。(3)輻射遠場區(qū)輻射遠場區(qū)即通常所說的遠場區(qū)，又稱夫朗荷費區(qū)，場區(qū)中輻射場的角分布與距離無關(guān)。嚴格講，只有離天線無窮遠處才到達天線的遠場區(qū)。了解常用頻率天線的電磁場分布，有助于考查天線輻射電磁波強度與距離之間的關(guān)系。下表給出了幾個常用遠距識別頻率的電磁場分界點表2.1常見頻率天線電磁場分界點[17]頻率f波長λ(無功近場區(qū)／輻射近場區(qū)的分界)(輻射近場區(qū)／輻射遠場區(qū)的分界)433MHz0.693mllcm(>11cm)915MHz0.328m5.2cm6.1cm2.45GHz0.122m1.9cm16.4cm2.4.2電磁傳播的能量傳遞電磁波從天線向周圍空間發(fā)射，隨著輻射范圍的不斷擴大，觀測點處的電磁波強度與其到閱讀器天線的距離存在一定的數(shù)量關(guān)系。以下分別介紹閱讀器到標簽的自由空間能量傳遞理論模型以及常用于實際應用和仿真的電磁波損耗經(jīng)驗模型[18]?！?〕自由空間能量傳遞理論模型距離閱讀器為R的標簽處的功率密度為：〔式2.2〕其中：為閱讀器的發(fā)射功率；為發(fā)射天線的增益;EIRP為有效輻射功率,即閱讀器發(fā)射功率和天線增益的乘積。標簽天線的有效接收面積為：〔式2.3〕其中：A為波長，D為方向性系數(shù)，假設為各向同性那么取1。那么標簽的有效功率為：〔式2.4〕(為標簽天線的增益)可見,在無干擾存在的自由空間中,假設閱讀器和標簽的性能參數(shù)固定,那么標簽的有效輸入功率僅與標簽距閱讀器的距離R有關(guān),且與成反比。(2)電磁傳播的路徑損耗經(jīng)驗模型前面介紹的能量傳遞規(guī)律基于嚴格的數(shù)學計算，不僅需要RFID系統(tǒng)的各項具體參數(shù)，而且由于實際環(huán)境因素的干擾往往產(chǎn)生實際值與理論值的較大偏差，因此在實際應用和仿真設計時通常采用路徑損耗經(jīng)驗模型，其中室內(nèi)環(huán)境一般采用對數(shù)常態(tài)分布傳播損耗模型。〔式2.5〕其中,為距離閱讀器為(一般選作lm)處的電磁波強度值；γ為取決于周圍環(huán)境的路徑損耗指數(shù),通常選在1.6～3.3之間；為隨機變量,通常選擇其服從零均值正態(tài)分布；d為閱讀器和標簽之間的距離.所求得的S值即為閱讀器發(fā)射電磁波在標簽處的強度經(jīng)驗值。2.4.3能量供給及耦合方式射頻識別系統(tǒng)根據(jù)耦合方式不同其作用原理也互異。而最為常用的有電感耦合:該類系統(tǒng)往往由單個微型芯片與用作天線用的大面積線圈，以及小量外圍電路元件所組成。電感耦合的應答器偏無源工作，故芯片所需的全部能量必須由閱讀器提供。高頻的強電磁場由閱讀器的天線線圈產(chǎn)生。這種磁場穿過線圈橫截面和線圈周圍的空間。因為頻率范圍(35Hkz:2400m，13.56MH:z22.lm)波長比閱讀器天線和應答器之間的距離大好多倍，因此只需把應答器到天線間的電磁場當作簡單的交變磁場來處理。圖2.3電感耦合應答器的供電來自閱讀器產(chǎn)生的交變磁場的能量閱讀器天線線圈發(fā)射磁場的一小局部磁力線穿過距離閱讀器天線線圈一定距離的應答器天線線圈。應答器的天線線圈和電容器Ci構(gòu)成振蕩回路，調(diào)諧到閱讀器的發(fā)射頻率。通過該回路的諧振，應答器線圈上的電壓最大值。將其整流后作為數(shù)據(jù)載體(微型芯片)的電源。線圈上電壓的值的大小與電容與線圈有很大關(guān)系。2.5非接觸IC卡目前經(jīng)常接觸到的IC卡有兩種：接觸式和非接觸式的IC卡。接觸式的IC卡通過機械觸點從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)；非接觸式IC卡通過線圈射頻感應從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)，所以又稱射頻卡[20]。日前在社會上常見的是接觸式IC卡，它具有存儲量大，可實現(xiàn)一卡多用等功能。但是，這類卡的讀寫操作速度較慢，操作也不方便，每次讀寫時必須把卡插入到讀寫器中才能完成數(shù)據(jù)交換，這樣在讀寫卡片頻繁的場合就很不方便，而且讀寫器的觸點和卡片上IC卡的觸腳暴露在外，容易損壞和搞臟而造成接觸不良。非接觸式智能卡又稱射頻卡，是近幾年開展起來的新技術(shù)。它是根據(jù)射頻電磁感應原理產(chǎn)生的，它的操作只需將卡放在讀寫器一定距離內(nèi)就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。它成功地將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來，將具有微處理器的集成電路芯片和天線封裝于塑料基片之中。讀寫器采用兆頻段及磁感應技術(shù)，通過無線方式對卡片中的信息進行讀寫并采用高速率的半雙工通信協(xié)議。其優(yōu)點是應用范圍廣、操作方便。因此，在公交、門禁、娛樂場所等方面有廣泛的應用前景。EM4100是一種使用較多的射頻感應卡,本設計采用EM4100采用Manchester(曼徹斯特)調(diào)制格式編碼。當射頻卡通過天線獲得有效能量時,就會向外發(fā)送64個數(shù)據(jù)位信息(即一幀數(shù)據(jù)),位傳送率為RF/64,那么每一位信息時長為64個外部電磁場波動周期.全部64位信息由制造商生產(chǎn)時編碼刻錄在ROM中,其卡號數(shù)據(jù)全球唯一[21]。2.5.1非接觸IC卡工作過程非接觸IC卡工作過程為(1)讀寫終端不斷向周圍發(fā)一組固定頻率的電磁波，非接觸式IC卡的工作頻率一般為13.56MHz。(2)非接觸卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路,當它進入讀寫終端的工作區(qū)域內(nèi),而且頻率與讀寫終端發(fā)送的頻率相同,這樣,在電磁鼓勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振。(3)共振使卡內(nèi)的電容有了負荷，在電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲，當所積累的電荷到達2V時此電容可作為電源為集成電路提供工作電壓。(4)CMOS集成電路中的有關(guān)控制邏輯電路對接收到的信號進行解碼。(5)根據(jù)解碼信息判斷讀寫終端發(fā)來的命令要求，假設是讀取信息那么控制邏輯電路從存儲器中讀取有關(guān)信息。(6)當電容放電時，非接觸卡內(nèi)的發(fā)射電路就將從存儲其中讀取的數(shù)據(jù)信息及相關(guān)信息發(fā)送給讀寫終端。(7)讀寫終端對接收到的信息進行處理。射頻識別系統(tǒng)使用的頻段可以分為低頻和高頻兩類，當工作頻率越高，讀卡器和卡之間的通訊速度就越快，系統(tǒng)的工作時間就越短。2.5.2非接觸IC卡使用標準以下列圖表按照作用距離粗略分類目前三種不同的標準供非接觸IC卡使用[22];表2.2可供非接觸IC卡使用的標準標準卡類型作用距離(約)ISO10536密耦合0-1cmISO14443近耦合0-10cmISO15693疏耦合0-1m2.6編碼原理射頻識別系統(tǒng)從某種角度來講也是一個數(shù)字通信系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)傳輸含三個主要的功能模塊，從閱讀器到應答器的傳輸方向，依次是閱讀器中的信號編碼(信號處理)和調(diào)制器(載波電路)，傳輸介質(zhì)(通路)，以及應答器中的解調(diào)器(載波回)和信號譯碼(信號處理)。在本系統(tǒng)中使用曼徹斯特編碼。曼徹斯特編碼:在半個比特周期時的負邊沿表示二進制l，半個比特周期中的正邊沿表示二進制0。曼徹斯特編碼在采用副載波的負載調(diào)制時經(jīng)常用于從應答器到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。3基于射頻識別技術(shù)的考勤簽到系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)主要由單片機主控電路,射頻讀寫模塊,數(shù)據(jù)存儲模塊,顯示等局部組成.本系統(tǒng)主要采用AT89S52作為射頻讀卡器的主控芯片。通過控制射頻讀寫模塊完成于RFID卡的通信。射頻讀寫模塊采用EM4095，當射頻卡內(nèi)電子標簽通過天線射頻場獲取的能量，使得射頻讀寫模塊獲取信息，把信息調(diào)制和解碼后通過串行通信線傳送給主控單片機，主控單片機管理系統(tǒng)接受數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)判斷，分析。把判斷后的信號傳送給簽到系統(tǒng)，把接受的信號存儲起來，隨后可在液晶顯示屏顯示出相應的簽到信息。主控電路鍵盤顯示數(shù)據(jù)存儲模塊射頻讀寫模塊天線定時電路電源模塊圖3.1自動簽到系統(tǒng)設計框圖3.1主控模塊芯片選擇芯片選擇與設計在選取單片機時要充分考慮到諸如單片機程序存儲器的容量、外部中斷及定時中斷功能.主控模塊主要是用來啟動射頻模塊并接收射頻模塊解調(diào)的數(shù)據(jù),本設計采用AT89S52作為控制器.圖3.2AT89S52引腳圖AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容[23]。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1〞時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。此外，P1.0和P1.1分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入〔P1.0/T2〕和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入〔P1.1/T2EX〕。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號第二功能：P1.0T2〔定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入〕，時鐘輸出P1.1T2EX〔定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制〕P1.5MOSI〔在系統(tǒng)編程用〕P1.6MISO〔在系統(tǒng)編程用〕P1.7SCK〔在系統(tǒng)編程用〕需要外部上拉電阻。P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1〞時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流〔IIL〕。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器〔例如執(zhí)行MOVX@DPTR〕時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址〔如MOVX@RI〕訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p3輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。P3口亦作為AT89S52特殊功能〔第二功能〕使用，如下表所示。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE〔地址鎖存允許〕輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖〔PROG〕。如有必要，可通過對特殊功能存放器〔SFR〕區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。PSEN：程序儲存允許〔PSEN〕輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S52由外部程序存儲器取指令〔或數(shù)據(jù)〕時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器〔地址為0000H-FFFFH〕，EA端必須保持低電平〔接地〕。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平〔接Vcc端〕，CPU那么執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。AT89S52在3V~5V的電壓下都能正常平穩(wěn)的工作.在VDD與VSS之間添加電源，并添加1uF的電容進行外部干擾的濾波。單片機AT89S52直接連接到10K的電阻后接地，使得復位鍵保持穩(wěn)定以免外部電波或者讀卡器產(chǎn)生的電波對引腳產(chǎn)生干擾。由于P0端口具有鎖存功能，并且輸出功率比擬大，適合作為信息傳輸?shù)亩丝?，因此安排P0.0~P0.7為EM4095地址數(shù)據(jù)共用總線.數(shù)據(jù)的控制局部由單片機的P3組端口來完成，因為本身P3端口就有特殊功能復用：P3.7為單片機的讀標志位，因此連接著EM4095的RD端口；P3.6為單片機的些標志位，因此連接射頻模塊的WR端口；鎖存的控制端口ALE同樣連接在ALE端口上，傳輸數(shù)據(jù)時可以不占用I/O口并且減少單片機在數(shù)據(jù)傳輸時不必要的功率輸出。3.2射頻讀寫模塊芯片選擇與設計由EM4095為核心的射頻天線驅(qū)動電路是讀卡器的一個重要組成局部。屬于射頻讀卡模塊，實現(xiàn)該模塊的收發(fā)功能。EM4095是EMMICROELECTRONIC公司開發(fā)的一款CMOS集成應用于100KHz~150KHz頻率的RFID系統(tǒng)的收發(fā)前端芯片，其工作電壓為5V。圖3.4EM4095引腳圖主要特性有[24]:.集成PLL系統(tǒng)，對天線諧振頻率能自適應調(diào)整載波頻率.無須外接晶振.100一150kHz載波范圍.橋式驅(qū)動，直接天線驅(qū)動.OOK(100%MA)調(diào)制，使用橋式驅(qū)動.單端驅(qū)動時外部可適應調(diào)制.能兼容多種電子標簽協(xié)議.睡眠模式耗電量1uA.USB兼容功率范圍.一40到85攝氏度溫度范圍.S016封裝EM4095內(nèi)含了天線驅(qū)動，可直接與天線線圈相連，集成度高，外圍器件少，能提供只讀，讀/寫等多種模式，十分切合本設計的要求。EM4095兼容多種傳輸協(xié)議,利用內(nèi)部鎖相環(huán)PLL就可得到與天線相適的諧振頻率.EM4095的引腳SHD和MOD用來操作設備。當SHD為高電平的時候，EM4095為睡眠模式，電流消耗最小。在上電的時候，SHD輸入必須是高電平，用來正確的初始化操作。當SHD為低電平的時候，芯片即發(fā)射射頻信號，同時解調(diào)模塊開始對天線上的振幅調(diào)制信號進行解調(diào)。引腳MOD是用來對125KHz射頻信號進行調(diào)制的。當在該引腳上施加高電平時，天線驅(qū)動阻塞，并關(guān)掉電磁場；在該引腳上施加低電平，將使片上VCO進入自由運行模式，天線上將出現(xiàn)沒有經(jīng)過調(diào)制的125KHz的載波。鎖相環(huán)由環(huán)濾波、電壓控制振蕩器和相比擬模塊組成。天線線圈接收的信號通過耦合電容輸入DEMOD_IN端,這個信號的相和驅(qū)動天線驅(qū)動器的信號的相進行比擬。形成與相位差對應的電壓,最終它就會被鎖相環(huán)鎖定。接收模塊由采樣保持器,濾波器,比擬器組成.解調(diào)的輸入信號是天線上的電壓信號。DEMOD_IN引腳也同來做接收鏈路的輸入信號,AM信號被采樣，采樣通過VCO時鐘進行同步，所有的信號直流成分被CDEC電容移除。進一步的濾波把剩下的載波信號、二階高通濾波器和CDC2帶來的高頻和低頻噪聲進一步移除。經(jīng)過放大和濾波的接收信號傳輸?shù)疆惒奖葦M器，比擬器的輸出被緩存至DEMOD_OUT。得到相對應的數(shù)字信號.EM4095的引腳SHD和MOD用來操作設備。當SHD為高電平的時候，EM4095為睡眠模式，電流消耗最小。在上電的時候，SHD輸入必須是高電平，用來使能正確的初始化操作。當SHD為低電平的時候，回路允許發(fā)射射頻場，并且開始對天線上的振幅調(diào)制信號進行解調(diào)。引腳MOD是用來對125KHz射頻信號進行調(diào)制的。事實上，當你1〕在該引腳上施加高電平時，你將把天線驅(qū)動阻塞，并關(guān)掉電磁場；2〕在該引腳上施加低電平，將使片上VCO進入自由運行模式，天線上將出現(xiàn)沒有經(jīng)過調(diào)制的125KHz的載波。EM4095用作只讀模式，引腳MOD沒有使用，推薦將它連接至VSS。鎖相環(huán)由環(huán)濾波、電壓控制振蕩器和相比擬模塊組成。通過使用外部電容分壓，DEMOD_IN引腳上得到天線上的真實的高電壓。這個信號的相和驅(qū)動天線驅(qū)動器的信號的相進行比擬。所以鎖相環(huán)可以將載波頻率鎖定在天線的諧振頻率上。根據(jù)天線種類的不同，系統(tǒng)的諧振頻率可以在100kHz到150kHz之間的范圍內(nèi)。當諧振頻率在這一范圍內(nèi)的時候，它就會被鎖相環(huán)鎖定。接收模塊解調(diào)的輸入信號是天線上的電壓信號。DEMOD_IN引腳也同來做接收鏈路的輸入信號。DEMOD_IN輸入信號的級別應該低于VDD-0.5V，高于VSS+0.5V。通過外部電容分壓可以調(diào)節(jié)輸入信號的級別。分壓器增加的電容必須通過相對較小的諧振電容來補償。振幅調(diào)制解調(diào)策略是基于“振幅調(diào)制同步解調(diào)〞技術(shù)的。接收鏈路由采樣和保持、直流偏置取消、帶通濾波和比擬器組成。DEMOD_IN上的直流電壓信號通過內(nèi)部電阻設置在AGND引腳上。AM信號被采樣，采樣通過VCO時鐘進行同步，所有的信號直流成分被CDEC電容移除。進一步的濾波把剩下的載波信號、二階高通濾波器和CDC2帶來的高頻和低頻噪聲進一步移除。經(jīng)過放大和濾波的接收信號傳輸?shù)疆惒奖葦M器，比擬器的輸出被緩存至DEMOD_OUT。RDY/CLK這個信號為外部微處理器提供ANT1上信號的同步時鐘以及EM4095內(nèi)部狀態(tài)的信息。ANT1上的同步時鐘表示PLL被鎖定并且接收鏈路操作點被設置。當SHD為高電平時，RDY/CLK引腳被強制為低電平。當SHD上的電平由高轉(zhuǎn)低時，PLL為鎖定狀態(tài)，接收鏈路工作。經(jīng)過時間Tset后，PLL被鎖定，接收鏈路操作點已經(jīng)建立。這時候，傳送到ANT1上的信號同時也傳送至RDY/CLK，提示微處理器可以開始觀察DEMOD_OUT上的信號和于此同時的時鐘信號。當MOD為高電平時，ANT驅(qū)動器關(guān)閉，但此時RDY/CLK引腳上的時鐘信號仍然在繼續(xù)。當SHD引腳上的電平從高到低之后，經(jīng)過時間Tset后，RDY/CLK引腳上的信號被100kΩ的下拉電阻拉低。這樣做的原因是為了標簽的AM調(diào)制低于100％情況下RDY/CLK的擴展功能。在這種情況下它被用來做為輔助驅(qū)動器。該輔助驅(qū)動器在調(diào)制時使線圈上保持較低的振幅。DVDD和DVSS腳應該分別和VDD以及VSS連接。應該注意到，通過管腳DVDD和DVSS流過的驅(qū)動器電流造成的電壓降不會引起VDD和VSS上的電壓降。在DVSS和DVDD腳之間應該加一個100nF的電容，并使其盡量靠近芯片。這將防止由于天線驅(qū)動器引起的電源尖峰。對管腳VSS和VDD進行隔離也是有用的。隔離電容不包含在EM4095的計算表中。所有和管腳DC2/AGND/DMOD_IN相關(guān)的電容都應該連接到相同的VSS線上。這條線應該直接和芯片上的管腳VSS相連。該線不能在連接其它元件或者成為為DVSS供電的線路的一局部。因為ANT驅(qū)動器使用VDD和VSS提供的電源的級別來為天線驅(qū)動，所有電源的所有變化和噪聲都將毫無保存的直接影響天線諧振回路。任何將引起天線高壓以mV級波動的電源波動都將導致系統(tǒng)性能下降甚至發(fā)生故障。特別要注意20kHz的濾波器低頻噪聲，因為響應器的信號就在這個頻率水平上。AGND管腳上的電容值可以從220nF上升到1uF。電容越大將越明顯的減小接收噪聲。AGND的電壓可以通過外部電容和內(nèi)部的2kΩ的電阻進行濾波。EM4095不限制ANT驅(qū)動器發(fā)出的電流值。這兩個輸出上的最大絕對值是300mA。對天線諧振回路的設計應該使最大的尖峰電流不超過250mA。如果天線的品質(zhì)因數(shù)很高，這個值就可能超過，那么必須通過串聯(lián)電阻加以限制。增加Cdc2電容值，將增加接收帶寬，進而增加斜坡信號的接收增益。Cdc2的推薦范圍是6.8nF到22nF。Cdec為33nF到220nF。電容值越高，開始上升時間越長。FCAP引腳上的偏置電壓。這個偏置電壓補償了外部天線驅(qū)動器引起的相位偏移。這樣的相位偏移會導致鎖相環(huán)在不是天線回路串聯(lián)諧振頻率的頻率上工作。為了讀頭回路的正常操作，這個偏置電壓需要根據(jù)天線的品質(zhì)因數(shù)和輸出局部的滯后來進行調(diào)節(jié)。在使用高品質(zhì)因數(shù)天線回路并且增強器是必須而且重要的應用產(chǎn)品中，會出現(xiàn)這樣的對相位偏移的補償。所以，這些回路比其它電路對在錯誤的頻率上工作更加敏感。盡管使用了外部解調(diào)器，天線信號仍然要進入EM4095。因為它要做為鎖相環(huán)的參考信號。要使用一個電容分壓來減小來自天線的高電壓。電阻分壓會加重由于輸入電容帶來的相移效應。在EM4095BOOSTERCIRCUIT中，一個高壓NMOS三極管隔離了調(diào)制時候的放電路徑。所以操作點收到了保護?？刂芅MOS門的信號必須與MOD信號同步設為低電平，只有在天線上的振幅在調(diào)制之后恢復后該信號才可以置高電平。對于高品質(zhì)因數(shù)的天線，天線上的電壓較高，讀取靈敏性被電容分壓器的解調(diào)靈敏性限制。通過使用外部檢測回路可以提高讀取靈敏性。輸入取自天線的高壓端，直接送入CDEC_IN引腳?？墒?，PLL鎖定仍需要電容分壓器。圖3.5射頻模塊原理圖3.3EM4100電子標簽EM4100系列為微型低功耗電子標簽芯片，工作頻率范圍為100kHz—150kHz，主時鐘及工作電源取自識讀器發(fā)射的信號。作為接受天線的線圈和微芯片已連好并封裝在一起。內(nèi)部電路分為模擬模塊和數(shù)字模塊2局部。模擬模塊包括：全波整流電路，時鐘提取電路，調(diào)制電路；數(shù)字模塊包括:序列發(fā)生器，只讀存儲器，數(shù)據(jù)編碼器。3.3.1無源射頻芯片EM4100工作原理無源電子標簽與識讀器之間的作用距離滿足關(guān)系r遠小于工作波長，根據(jù)天線理論，屬于天線近區(qū)場〔即感應場〕。因此，電子標簽天線與識讀終端天線之間的作用是基于電磁感應原理，等效電路見下列圖。其中，L1為識讀器發(fā)射天線電感，L2為電子標簽線圈電感，R2為電子標簽線圈的內(nèi)阻，RL為電子標簽諧振回路的等效負載。圖3.6EM4095與EM4100作用的等效電路圖[25]互感M在L2上產(chǎn)生的電壓Ui=jwI1作為L2回路的信號源。在其他因素不變時，假設識讀終端發(fā)射的信號頻率與該諧振電路的諧振頻率相等，那么輸出電壓最大；偏離諧振頻率時，電壓將快速減小。諧振信號經(jīng)整流濾波后作為芯片工作電源，當該電壓值到達EM4100的要求時，芯片啟開工作。該諧振電路的輸出電壓值取決于Q值、交變磁場強度及頻率。顯然，電子標簽與識讀終端之間的距離直接影響該電壓值。在時鐘提取電路從線圈感應信號提取的主時鐘作用下，序列發(fā)生器發(fā)出存儲器尋址、數(shù)據(jù)串行輸出控制、數(shù)據(jù)編碼控制等信號。芯片內(nèi)存儲有唯一的64bit：9bit起始位、40bit信息委、14bit校驗位、1bit停止位。代碼經(jīng)編碼后控制調(diào)制解調(diào)器中的電源開關(guān)，實現(xiàn)對f=125KHz載波進行調(diào)幅。每bit數(shù)據(jù)的時間寬度與載波周期的比率由3種選擇：64、32、16.數(shù)據(jù)信號控制應答器天線負載的接通和斷開，識讀器天線上電壓將跟隨變化，實際是應答器數(shù)據(jù)對識讀器天線電壓進行振幅調(diào)制，實現(xiàn)了應答器數(shù)據(jù)向識讀器的傳輸。這就是所謂的負載調(diào)制。在識讀終端有效作用范圍內(nèi)，電子標簽循環(huán)發(fā)送64bit代碼數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)向識讀終端的傳送。3.3.2EM4100內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)格式射頻卡的資料，決定了從應答器發(fā)送出來的數(shù)據(jù)格式，實驗所用應答器是EM4100這一款型的，根據(jù)資料顯示:射頻卡內(nèi)數(shù)據(jù)格式如下，有64位比特，前九位為高位說明起始位，最后一位為停止位，8位信息位，標識客戶ID或者版本號，下排的32位屬于數(shù)據(jù)位，每行的最后一位是檢驗位。知道了卡的信息方便程序識別有效數(shù)據(jù)。圖3.7EM4100內(nèi)部數(shù)據(jù)格式[21]3.3.3EM4095讀取EM4100波形圖圖3.8EM4095讀取EM4100波形圖3.4PL2303通信電路選擇與設計本系統(tǒng)采用RS232標準來實現(xiàn)讀卡器和上位機之間的通信，PL2303是Prolific公司生產(chǎn)的一種高度集成的RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器，可提供一個RS232全雙工異步串行通信裝置與USB功能接口便利聯(lián)接的解決方案。該器件作為USB／RS232雙向轉(zhuǎn)換器，一方面從主機接收USB數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為RS232信息流格式發(fā)送給外設；另一方面從RS232外設接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為USB數(shù)據(jù)格式傳送回主機。片內(nèi)擁有USB1.1收發(fā)器，12MHz的晶體振蕩器.支持RS232這樣的串行接口.單5V電源供電，與讀卡器里其他芯片的工作電壓相同。圖3.9PL-2303引腳圖3.4.1PL-2303引腳功能說明第一局部是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個電源，提供給PL-2303串口電平的需要。第二局部是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。其中13腳〔R1IN〕、12腳〔R1OUT〕、11腳〔T1IN〕、14腳〔T1OUT〕為第一數(shù)據(jù)通道。8腳〔R2IN〕、9腳〔R2OUT〕、10腳〔T2IN〕、7腳〔T2OUT〕為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的PL-2303數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。第三局部是供電。15腳GND、16腳VCC〔+5v〕3.4.2電路連接圖3.10串口通信電路3.5LCD狀態(tài)顯示電路1602采用標準的16腳接口圖3.111602外形圖第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器比照度調(diào)整端，接正電源時比照度最弱，接地電源時比照度最高，比照度過高時會產(chǎn)生“鬼影〞，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整比照度第4腳：RS為存放器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)存放器、低電平時選擇指令存放器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳：空腳。LCD作為顯示器件,往往是直接做成模塊的形式.而LCM(LiquidCrystalModule,液晶顯示模塊)包括顯示及驅(qū)動電路,接口電路等。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊,能夠同時顯示16x02即32個字符。它由假設干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。單片機的P4端口用于控制LCM,其中P4.6引腳連接LCM引腳4,控制數(shù)據(jù)指令通道選擇；p4.1負責讀寫控制,接LCM的引腳5。圖3.12LCD顯示電路3.6蜂鳴器驅(qū)動電路本讀卡器中的蜂鳴器在每次操作不成功的時候發(fā)出報警指示音，如密碼驗證沒有通過，讀卡器對卡進行的任何一次讀或?qū)懖僮鞫际怯蓭讉€步驟完成的，任何一個步驟沒有成功蜂鳴器都將發(fā)出報警信號。由于單片機的I/O口驅(qū)動能力有限，一般不能直接驅(qū)動壓電式蜂鳴器，因此選用一PNP型晶體管組成晶體管驅(qū)動電路，單片機I/O口〔P4.3〕輸出經(jīng)驅(qū)動電路放大后即可驅(qū)動蜂鳴器。圖3.13蜂鳴器驅(qū)動電路3.7LED狀態(tài)顯示電路設計本讀卡器中設計了兩個狀態(tài)顯示信號，既讀卡器上電信號〔紅燈〕和讀卡器對卡操作成功信號〔綠燈〕，讀卡器上電，紅燈亮，讀卡器每次對卡操作成功,綠燈亮。電路中用單片機的一個I/O口〔P4.4〕配合一個晶體管來對LED燈進行控制。圖3.14LED狀態(tài)顯示電路3.8天線設計為了同非接觸式IC卡通信，讀卡器內(nèi)必須有能發(fā)射和接受射頻信號的天線，對不同的應用需要不同大小和形狀的天線。由于本設計是低功耗設計，因此卡和天線之間的耦合系數(shù)必須滿足一定的值.在本課題設計的讀卡器中，天線采用38mm×88mm、天線導體寬度為1mm方形天線.方形線圈的電感值L(μH)可由式計算〔式3.1〕其中:N為線圈匝數(shù);a為線圈中心至線圈邊的垂直距離(cm);b為線圈繞制長度(cm);c為線圈厚度(cm)。精確的電感值L可由阻抗分析儀等儀器測量.如果確定了線圈電感L的大小,那么要產(chǎn)生要求的諧振頻率f,變換(5)式,可得需要匹配的電容C為：〔式3.2〕4軟件設計AT89S52通過特殊指令來啟動EM4095并運行，同時將這些指令傳輸?shù)?100IC卡上。根據(jù)DEMODOUT端輸出波形，假設DEMODOUT端連續(xù)輸出一個下挑變和一個上跳變，為解調(diào)輸出的數(shù)據(jù)。按照標簽的編碼方式，一段正確的數(shù)據(jù)應包含2種寬度的脈沖，寬脈沖在源碼跳變于0,1之間產(chǎn)生。根據(jù)EM4095的數(shù)據(jù)率和125kHz的時鐘。只一個寬脈沖在64個時鐘周期的長度左右，而窄脈沖在32個時鐘周期的長度左右，據(jù)此設置門限，篩選出一段波形進行解碼和校驗的處理。提取數(shù)據(jù)并進行最后的校驗就可得到標簽的ID號。4.1編碼和解碼終端軟件要解決的關(guān)鍵問題是如何正確接收數(shù)據(jù)，并解碼。本系統(tǒng)選用的電子標簽為Manchester碼型，電子標簽編碼器輸出信號、EM4095解調(diào)輸出信號的波形見圖4.1[27]。圖4.1編碼和解碼輸出波形[28]4.1.1解調(diào)輸出波特點電子標簽中的64bit數(shù)據(jù)以NRZ形式的波形串行送入編碼器，經(jīng)編碼后輸出Manchester碼波形。其編碼規(guī)那么為：在一個編碼時鐘周期的中間以一個上跳變的波形表示二進制數(shù)據(jù)“1〞；在一個編碼時鐘周期的中間以一個下跳變的波形表示二進制數(shù)據(jù)“0〞。編碼輸出信號作負載調(diào)制的控制信號，編碼輸出波形中的低電平使標簽發(fā)射天線線圈工作于高電流，編碼輸出波形中的高電平那么使標簽發(fā)射天線線圈工作于低電流。因此，標簽發(fā)給EM4095的已調(diào)信號，經(jīng)解調(diào)輸出的波形與標簽編碼輸出的波形為反相關(guān)系，即：在一個編碼時鐘周期的中間以一個上跳變的波形表示二進制數(shù)據(jù)“1〞；在一個編碼時鐘周期的中間以一個下跳變的波形表示二進制數(shù)據(jù)“0〞。根據(jù)圖4-13的波形，連續(xù)“0〞和連續(xù)“1〞對應的波形是相似的，只是它們之間為反相關(guān)系。因此，如果簡單地把上升沿或下降沿作為數(shù)據(jù)采樣時刻．會出現(xiàn)“0〞譯為“1〞或“1〞譯為“0〞的錯誤。4.1.2解碼軟件設計思路解碼程序要解決的主要問題是如何防止“0〞與“1〞之間的倒譯。根據(jù)DEMOD_OUT端輸出波形，假設DEMOD_OUT端連續(xù)輸出一個下跳變和上跳變，那么肯定是解調(diào)輸出的數(shù)據(jù)[29][30]。只在以下2種情況會出現(xiàn)上跳變：數(shù)據(jù)“0〞編碼周期的中間；相鄰數(shù)據(jù)都是“1〞時，他們波形中間也出現(xiàn)上跳變。但這2種情況存在如下差異：上跳沿與前一個下跳沿之間的低電平持續(xù)時間不同。假設該低電平維持時間大于32個載波周期，那么是數(shù)據(jù)0編碼周期中間時刻的上跳沿。因此，檢測到一個周期的高電平(數(shù)據(jù)01)那么可，確定找到了數(shù)據(jù)1，找到1后就可以同步了，因為EM4100卡最后一位數(shù)據(jù)就是0正好可以利用作為判斷的特征。根據(jù)電子標簽中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，按上述接收方式首先找作為起始位的9個1，找到后，按順序接受其余55bit數(shù)據(jù)，并按標簽中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重新組織數(shù)據(jù)。然后通過奇校驗程序計算各段數(shù)據(jù)的奇校驗，再與接收到的奇校驗位進行比擬，判斷數(shù)據(jù)是否正確性。初始化模塊卡檢測模塊初始化模塊卡檢測模塊卡校驗模塊讀寫模塊返回開始圖4.2軟件總體設計框圖結(jié)束結(jié)束半位周期半位周期開始系統(tǒng)初始化對碼元的跳變沿捕獲,并記錄兩次捕獲之間的時間間隔判斷間隔為半位周期還是位周期判斷下一個間隔是否為半位周期解碼bit保持不變保存數(shù)據(jù)查找數(shù)據(jù)頭校驗發(fā)送數(shù)據(jù)YN出錯，丟棄出錯以前的全部數(shù)據(jù)位周期N解碼bit反碼位周期圖4.3數(shù)據(jù)采集及解碼流程圖4.2編譯單片機編程局部用keiluvision4軟件編譯通過，能順利生成HEX文件圖4.4編譯通過的程序5總結(jié)本文主要論述了單片機為核心的射頻卡讀卡器的特點，從開展狀況來看，射頻卡具有一定的存儲能力。并且具有比擬好的平安性。在各種各樣的生產(chǎn)生活中依然有很大的開展空間。在國外正在積極推動射頻識別卡的各方面應用。在國內(nèi)射頻卡在許多應用領(lǐng)域還有很大的空白。本文提出了一種以單片機控制射頻天線驅(qū)動芯片的射頻識別卡讀卡器的設計方案。本篇論文主要完成了以下內(nèi)容的表達：對射頻識別技術(shù)理論進行分析研究，針對本次的畢業(yè)設計對非接觸式IC卡傳輸方式和標準進行了深入的研究對整個系統(tǒng)的逐步實現(xiàn)做出規(guī)劃。在對EMMICROELECTRONIC公司開發(fā)RFID系統(tǒng)的收發(fā)前端芯片EM4095功能和特性的學習根底上，完成了基于單片機的射頻讀卡器系統(tǒng)的硬件設計。在單片機系統(tǒng)中，采用C語言實現(xiàn)了對射頻模塊進行控制到達RFID卡的讀寫的效果。前期主控芯片選用了STC公司開發(fā)的1T單片機STC12C5A60S2后改用了更熟悉的Atmel開發(fā)的AT89S52單片機.二者根本功能一致.后者是12T的單片機，code空間，RAM空間大。通過對系統(tǒng)的軟硬件設計和調(diào)試過程，積累了不少實際經(jīng)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根底。本文還有很多缺乏之處，懇請各位專家和老師批評指正。附錄A實驗原理圖附錄B射頻模塊匯編語言程序如下#include <stc11.H>#include <intrins.h>#define ucharunsignedchar#define uintunsignedint#define ulongunsignedlonguchar IDcode[10];uchar DY=100;#define TIME_OF255 //11.0592M#define DELAY_VAL61 //11.0592M時晶振的值，可用軟件模擬準確產(chǎn)生延時#define LCD_STROBE ((LCD_EN=1),(LCD_EN=0))//控制EM4095的引腳sbitMOD=P1^0;sbitSHD=P3^3;sbitDEMOD_OUT=P3^2;sbitRDY_CLK=P3^4;//LCD1602端口引腳sbit LCD_RS =P1^2; //LCD1602_RSsbit LCD_EN =P1^3; //LCD1602_Esbit DB4 =P1^4; //LCD1602_DB4sbit DB5 =P1^5; //LCD1602_DB5sbit DB6 =P1^6; //LCD1602_DB6sbit DB7 =P1^7; //LCD1602_DB7//BEEP,LEDsbit BEEP=P3^7;sbit LED=P3^5;/*延時程序*****************************/voiddelay(uintn){ while(n--);}//us延時voidDelayUs(unsignedcharnus){ unsignedchari; do { _nop_(); for(i=2;i!=0;i--); }while(--nus);}//精確的384us延時voidDelay384us(){ unsignedchari,n; n=DELAY_VAL; do{ for(i=0;i<9;i++); n--; }while(n);}//ms延時voidDelayMs(unsignedcharnms){ unsignedchari,j;do { for(i=28;i!=0;i--) for(j=99;j!=0;j--); }while(--nms);}//串口初始化voidCOM_INI(){ PCON=0x00; TMOD=0x21; SCON=0x50; TL1=0xfd;//修改串為波特率為19200 TH1=0xfd; TR1=1; TI=1;}//串口發(fā)送字符voidUART_Send(chardat){ SBUF=dat; while(!TI); TI=0;}//串口發(fā)送字符串voidUART_SendStr(char*dat){ while(*dat) UART_Send(*dat++);}//發(fā)送數(shù)據(jù)處理voidUART_SendInt(unsignedlongdat){ unsignedchari; IDcode[1]=(dat%1000000000)/100000000+48; IDcode[2]=(dat%100000000)/10000000+48; IDcode[3]=(dat%10000000)/1000000+48; IDcode[4]=(dat%1000000)/100000+48; IDcode[5]=(dat%100000)/10000+48; IDcode[6]=(dat%10000)/1000+48; IDcode[7]=(dat%1000)/100+48; IDcode[8]=(dat%100)/10+48; IDcode[9]=(dat%10)+48; UART_SendStr("S"); UART_SendStr("N"); UART_SendStr(":"); for(i=0;i<10;i++) { UART_Send(IDcode[i]); } UART_Send(0x0d); UART_Send(0x0a);}//LCD1602寫一個字節(jié)voidlcd_write(unsignedcharc){ P1=(P1&0x0F)|(c&0xf0); LCD_STROBE; P1=(P1&0x0F)|(c<<4); LCD_STROBE; DelayUs(40);}//寫顯示位置voidlcd_set_xy(unsignedcharx,unsignedchary){ LCD_RS=0; if(y) lcd_write(0xc0+x); else lcd_write(0x80+x);}//清屏voidlcd_clear(void){ LCD_RS=0; lcd_write(0x01); DelayMs(2);}//LCD1602寫字符串voidlcd_puts(unsignedcharx,unsignedchary,constchar*s){ lcd_set_xy(x,y); LCD_RS=1; while(*s) lcd_write(*s++);}//LCD1602寫字符voidlcd_putch(unsignedcharx,unsignedchary,charc){ lcd_set_xy(x,y); LCD_RS=1; lcd_write(c);}//LCD1602初始化voidlcd_init(void){ LCD_RS=0; //writecontrolbytes DelayMs(15); P1=0x30; LCD_STROBE; DelayMs(5); LCD_STROBE; DelayUs(100); LCD_STROBE; DelayMs(5); P1=0x20; LCD_STROBE; DelayUs(40); lcd_write(0x28); lcd_write(0x08); lcd_write(0x0c); lcd_write(0x06); lcd_write(0x01); }//讀取卡號，ulongRead_Card(){ uchari=0; //起始為的計數(shù)值 ucharerror;//時間溢出的計數(shù)值 ucharerror_flag;//時間溢出標志 ucharrow,col; //行列存放器 ucharrow_parity;//行校驗存放器 ucharcol_parity[5];//列校驗存放器 uchar_data; //數(shù)據(jù)存放器 ulongtemp; //卡號存放器 uchartimeout=0; //搜索次數(shù)存放器 while(1) { if(timeout==100)return0;//嘗試10次搜索，如沒有責返回0 elsetimeout++; error=0; while(DEMOD_OUT==0)//等高電平 { if(error==TIME_OF)break;//超時退出 elseerror++; } if(error==100)continue;//結(jié)束本次主循環(huán) elseerror=0; Delay384us(); if(DEMOD_OUT)//尋找真正的1起始位，利用0