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论文研究-基于W78E516的射频读卡器实现 .pdf 评分:

基于W78E516的射频读卡器实现,罗士栋,白长清,以射频识别技术的实际应用为背景,采用北京远兴时代科技有限公司的低功耗RF射频感应式收发模块MFP-K4,结合带ISP功能的Flash EPROM的低功�
国科技论又在线 http://www.paper.edu.cn 读卡器电路 射频卡的读写以无线电波的方式进行,当卜片移到电磁场的有效作用范围时,卡片里的 线圈将感应到读写器模块天线发送的电磁波,从而获得电源并进行数据传送。在本系统中我 们采用了MIPK4系列射频卡。MIP-K4射频卡具有体积小、引脚少、功耗低等特点。它的 主要技术性能参数如下时 尺寸:265x16.5x69mm 电源:5V@44 ma nominal 工作频率:125KHz 卡片格式:EM4001/4102或兼容卡 译码方式: Manchester64biL, modulus64 ·IO输出电流 25ma sink/source 天线电压:150 Volt pKk ·感应距离:max.30cm 感应速度:约0.3秒 ·工作温度:-15℃-75℃ 储存温度:-25℃-85C 储存湿度:5-95%RH 输出格式:韦根26位/RS232TTL(ASCI) MTPK4有两种输山格式:韦根26位RS232TTL(ASCI〕。在这里我们使用RS232TTL (ASCI)输出格式。MTPK4总共有9个引脚,引脚3接高为RS232TTL(ASCⅢ)输出格式, 接低为韦根26位输岀格式。故Pin3在这里接髙。天线接在引脚1和引脚2之间。引脚4可接蜂 鸣器或者LED,这里把它悬空。引脚5为TX非反相输出,在这里把它接到CPU的P3.0/RxD管 脚上,引脚6为TX反相输出,这里把它悬空。引脚7低电平复位,引脚8接地,引脚9接ⅴCC, VCC范围可从4.6V至5.5V。MTPK4读卡器电路如图2所示 Antenna MTP-K4 cc Cc 100pF 10K 10K 图3MTPK4读卡器电路 3 国科技论又在线 http://www.paper.edu.cn 编程电路 W78E516内建一个64K字节的主ROM区,来存储应用程序( APRON),和一个4K 的辅助ROM区用于存储装载程序( LDROM〕。在正常运作方式下,控制器执行 APROM 中的代码。如果要更改 APRON中的代码,W78E516允许用户通过硬件连接方式,米使控 制器进入在线下载模式即跳转到4K区程序执行。进入在线下载模式硬件条件如下表1: 表1进入在线下载模式硬件条件 Bit4 L L L REBOOT Bits REBOOT 在这里我们通过一个开关使处理器在复位时P43为低让处理器进入在线下载模式,此 时处理器从4 K LDROM启动使能ISP,64 K APROM是再编程区。正常运行时把开关拨开来 使P43为高,此时处理器从64 KAPROM启动使能ISP,4 K LDROM是再编程区 处理器的A管脚控制访问内部64 K APROM还是外部ROM,当EA保持高电平时处理 器访问内部64 K APROM,当EA保持低电平时处理器访问外部ROM。在这里我们把FA接 到一个跳线上,当使用外部ROM时把它跳到GND,使用内部64 K APROM时跳到ⅤCC。 在这里我们扩展一个20引脚的 EPROM插座,把EA跳到GND,把开关拔开使P43为高 让处理器访问外置 EPROM,使用串口配合上位机程序从上位机把在线下载答理稈序烧写到 4 KLDROM里面。这样以后我们就可以通过4 K LDROM在线对64 K APROM实现在线编 程了。 把在线下载程序烧写到4 K LDROM后,拔掉外置 EPROM,把EA跳到ⅤCC,使P4.3 为低,复位处理器让处理器进入在线卜载模式,在线卜载程序通过串口合上位机程序从上 位机获取要执行的程序写入64 KAPROM。这样我们就完成了对64 KAPROM的ISP编程 图3为展 EPROM插座电路图。图4为外置 EPROM电路图。图5为串口的电路连接。 4 国科技论又在线 http://www.paper.edu.cn =+± PO O/ADO 7P00 P4.3/T P0.⊥ADL P01 PO2/AD2 <35 P02 P1 Vcc P4.0 0> P4. P4.2/NT3 PO,3 AD333 PO4 POl1 2 P02 P0.4/AD4 P0.5/AD5 2P05234 P04 5E: P3.0/RXD 1P06P05 78 P06 P31/TXD P06AD630P0 P0.7/AD7 P3.2/NNTO W78E516 p2 910 P22 107P3.3T1 P1.0/T2< 1314 1P4T0 P1.1/T2EX ALE] 16 PSEN 120136NR P2←43 1920 P1.4 PL.51 Header 10X2 P17 CEEEEEEE 24 图4扩展 EPROM插座电路 Vcc 83883888 cC POO POl P02 P05 P06 78 910 P21 P231 1314 P24 ALE 1516 P26 1718 PSEN 8888838 MC74HC573AN 1920 Header 1oX2hi 于层图 图5外置 EPROM电路连接 山国武技又征线 http://www.paper.edu.cn VCC CEASE VDD VCC 4P14 P3.7/RD 32 n3.5T1 6+4 40P1.1/T2EX 34T0 TIIN TIOUT T2IN T2OUT P3.2INTO D7 W7SE516 P3. 1/TxD 12 RIOUT RIIN K13 PO.6/AD6 P3 O/RxD E R2OUT R2IN [8 PO 4/AD4 P4.2/INT3 VEE A6 03/AD3 P0.2/AD2 MAX232CWE [r c POIADI D Connector g t POO/ADO P4 图6串口连接电路 MAX232可以用作单片机和单片机之间、单片机和PC机肀行口之间的符台RS-232 串行接口电路,只要将待进行传输的设备的发送和接收端相应的接上,缩程即可。MAX232 外围需要4个电解电容C1、C2、C3、C4,是内部电源转换所需电容。其取值均为1F/25V.宜 选用钽电容并且应尽量靠近芯片。C5为0.1uF的去耦电容。MAX232的引胭TlIN、T2IN、 R1OUT、R2OU丌T为接TTL/CMOS电平的引脚.引脚T1OUT、T2OUT、RIN、P,2IN为 接RS一232C电平的引脚.因此TTL/CMOS电平的TIN、T2IN引脚应接MCS一51的 串行发送引脚TXD;ROUT、P,2OUT应接MCS-51的串行接收引脚RXD。与之对应的 RS一232C电平的T1OUT、卫2OUT应接PC机的接收端RD;RN、R2IN应接PC机的发 送端TD。由」W78E516只有一个串行口,故我们需要在RxD管脚上接个跳线,以满足读 卡器和MAX232串行接∏电路的需求。 釆用此种编程方法可以使我们不用购买专门的编程器就可以随时对CPU进行编程,而 不用对CPU进行插拔。这样我们就可以使用无铅封装QFP44的W78E516,小了板子的大 小。另外一块外置 EPROM板子可以对多块电路板编程,而且只需使用一次即可,具有简单 实用,成本低廉的特点 门禁控制系统电路 木系统采用专门用来驱动继电器的芯片ULN2003,它的内部结构是达林顿的,甚至 在芯片内部做了个消线圈反电动势的二极管。ULN2003的输出端允许通过IC电沉 200mA,饱和压降VCE约IV左右,耐压 BVCEO约为36V。用户输山∏的外接负载可根 据以上参数估算。采用集电极开路输出,输岀电流大,故可以直接驱动继电器或固体继电器 (SSR)等外接控制器件,也可直接驱动低压灯泡。继电器使用DS2Y-S-DC6V。电路连接上把 处理器的P14接到ULN2003的1脚上,ULN2003的2脚和自己的16脚相连,ULN2003 的15脚接到DS2Y-S-DC6V的1脚。这样把P14置低就可以使绻电器吸合。 系统软件设计 简单地说微处哩器对MTP-K4的控制事实上就是对非接触式智能射频卡的控制。每当 有卡刷入时,单片机通过串凵从读卡器芯片读入数据,对亡进行处理,然后根据结果控制 的开关。软件设计的主要工作是初始化串口,从串口读入数据并对它进行处理。本系统软件 山国武技又征线 http://www.paper.edu.cn 设计时付大量采用自定义函数,在主程序中调用不同的函数完成相应的接∏功能。采用这种方 式,该系统软件也可以很容易移植到其他类似系统。本系统软件在 Keil uvision2下编写, 以下给出部分C语言程序。 串口初始化函数 void initUart ( TMOD=0x20;/定时器1,方式2*/ TLl=Old TH1=0xfd;/*9600波特11.0592MIz* TCON-0x40;体*启动定时器1* PCON=0x00;/*电源控制寄存器设初值* SCON=0x50;烨允许接收* EA=1;/*允许总中断* ES=1;∥允许串∏中断 读数据函数 UartOintcrrupt 4 using I if(ri&&r full) rs bufr in]=SBUF, RIO r int. if(r in==I r ES=0: r in=0 P1&=GLED ON Pi&=BELL ON dclay 100ms(2); PIGLED OFF Pl=BELL OFF 看门狗喂狗函数 void watchdog(void) P1&=0x7T NOPO 国科技论又在线 http://www.paper.edu.cn NOPO Pl=0X80; NOPO NOPO P1&-0x7f; 延时函数 void delay 100ms(unsigned char n) unsigned char k for(k-=0: k<n; k++) unsigned char 1=100 unsigned char j; 0 whiled: watchdog: 总结 本文设计的门禁系统其读卡器在9600bps通信速率下普通卡读卡距离为18cm,远距离 卡可以达40cm,可以实现考勤功能,整个系统采用低功耗器件,使系统的功耗降至最低。 另外本文介绍了W78E516的一种ISP方法,使得我们不用专门的编程器就可以随时对MCU 进行编程,只有简单,实用,成本低廉的特点。 参考文献 [] Klause finkenuller.射倾识别(RFID)技术[M],北京:电子工业出版社,2001.6。 [2] Win Bond Electronics Corpo W78LE516 Data Shect 13北京远兴时代科技有限公司。MTP-125K4 Series Low Cost Proximity reader. 国科技论又在线 http://www.paper.edu.cn Luo Shidong, Bai Changqing, Wang Feng Department of Telecommunication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing (1000876) With the practical application of rFid technolo gy as background, uses the low cost proximity reader MTP-K4 of Beijing-distant era Technology Ltd, combines with 8-bit low cost microcontroller W78E516 which has an in-system programmable Flash EPRoM to design seldom control system. The designing principle schematics of each hardware part are given, the implementing methods of each function are described, and part source code is given RF card, ISP, MTP-K4 W78E516 9

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