基于单片机的射频卡缴费系统

1、 本科生毕业设计本科生毕业设计基于单片机的射频卡缴费系统RF-Card Payment System Based on MCU学生姓名林少聪所在专业电气工程及其自动化所在班级2006 级（2）班申请学位工学学士指导教师孔秀艳职称讲师副指导教师职称答辩时间2010 年 6 月 12 日目 录目目 录录设计总说明 .IINTRODUCTION.II第 1 章 绪论.11.1 研究的背景.11.2 研究的意义和目的.11.3 研究的内容.2第 2 章 系统概况.32.1 系统结构.32.2 系统具体工作过程.32.3 可靠性和可行性分析.32.4 主要器件的选用.4第 3 章 系统硬件设计.53.1

2、 MCU 单片机 AT89S52 的介绍.53.1.1 AT89S52 功能特性描述.63.1.2 引脚说明.63.1.3 中断系统.83.1.4 串行端口的控制寄存器.93.2 射频卡读卡模块与 MCU 接口电路设计.113.2.1 射频卡读卡模块 ZLG500A 的介绍. ZLG500A 的主要特点. ZLG500A 的管脚说明. ZLG500A 三线串行读卡模块接口规范.133.3.2单片机 AT89S52 与 ZLG500 的接口电路图.143.3 LCD 液晶显示模块与 MCU 的接口电路设计.153.3.1 LCD12864 的

3、介绍. LCD12864 的介绍. LCD12864 内部功能器件及相关功能. LCD12864 的指令系统及时序.173.3.2 单片机 AT89S52 与 12864 液晶显示的接口电路.183.4 串行通信模块与 MCU 的接口电路设计.203.4.1 串行通信模块 MAX3232 的介绍. MAX3232 引脚介绍. MAX3232 的主要参数.21目 录 MAX3232 功能描述.213.4.2 单片机 AT89S52 与 MAX3232 的接口电路图.21第 4 章软件设计.22

4、4.1 单片机程序流程图.224.2 单片机程序设计.244.2.1 C 语言介绍.244.2.2 单片机主要的模块程序.244.3 上位 PC 机程序与管理界面.244.3.1 串口通讯.244.3.2 MSCOMM 控件的主要属性、事件 .25第 5 章系统仿真和调试.265.1 调试工具测试仪器.265.2 调试步骤.26第六章 结语.28鸣 谢.29参考文献.30附录一 硬件原理总图.31附录二 单片机程序.32附录三 上位机程序.43附录四 元件清单.45附录五 主电路 PCB 图.46设计总说明设计总说明射频卡（简称 RF 卡）又叫非接触式 IC 卡是一种以无线方式传送数据的集成电

5、路卡片，诞生于 90 年代初，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识技术和 IC 卡技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。由于存在着磁卡和接触式 IC 卡不可比拟的优点，如更强的安全性与可靠性，使用寿命长，数据处理能力，存储容量大，它正在以惊人的速度得到推广应用。IC 卡的开发、研制与应用是一项系统工程，涉及到计算机、通讯、网络、软件、卡的读写设备、应用机具等多种产品领域的多种技术学科。因此，全球射频卡产业在技术、市场及应用的竞争中迅速发展起来。射频卡已是当今国际电子信息产业的热点产品之一，除了在商业、医疗、保险、交通、能源、通讯、安

6、全管理、身份识别等非金融领域得到广泛应用外，在金融领域的应用也日益广泛，影响十分深远。单片机是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。它靠程序运行的，并且程序是可以修改，通过不同的程序实现不同的功能 。将单片机技术和射频卡技术有效地结合起来，必然给社会的发展带来巨大的效益。对比磁卡系统，单片机系统的安全性和保密性更高，操作方便，快速。卡片可扩展其它应用 ，而且一张卡片可以 用于多个不同应用行业。本设计开发了一个简易实用的基于单片机的射频卡缴费系统。主要设计思路是通过读写模块读取射频卡中的用户信息，传送到单片机进行处理，

7、信息将送液晶显示模块显示，同时经过串行通信模块与 PC 实现信息交换与资料管理。系统设计的扩展和配置应遵循以下原则， 选择典型电路，为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础；系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发；硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。本设计将分成绪论，系统介绍，系统硬件设计，系统软件设计，系统仿真测试，共五个部分。其中，绪论部分概述本设计的背景意义及本课题研究的内容；系统硬件设计是本设计的主要部分，包括 AT89C52、 ZLG50

8、0A 和 LCD12864 等各功能模块及元器件的作用和原理，电路设计；系统软件设计主要简述上位机的界面设计软件 VB的特点和所使用的主要控件或函数，及其界面功能和界面程序框图；系统仿真测试主要是使用软件仿真测试，展示系统的功能和作用。关键词：射频卡；单片机；缴费系统；串行通信.INTRODUCTIONIINTRODUCTIONRF card, which is also called untouched IC card, is a kind of integrated circuits card using wireless mode to transmit data. It was bor

9、n in the beginning of 1990s, and is a new developing technology in the world. RF card successfully combines the technology of RF identify and IC cards, and solves the problems of being passive and untouched .This is a breakthrough in the area of electronic devices. Because of the advantages which th

10、e magcards and touched IC cards can not be compared with, including stronger security and reliability ,longer lifetime ,data processing ability and larger storage capacity , it is popular and used at an amazing speed. The development ,research and application of IC card is a system project of many p

11、roduct areas in different technology disciplines, involving computers ，communication ，network ，software ，card devices of reading and writing , and applying machines, and so on. As a result, IC cards industry around the world is developing rapidly in the competition of the technology market and appli

12、cation. IC cards have become one of the hot products in the international electronic information industry. Apart the application in the areas out of finance, like business, medicine, transportation, energy, communication, security management and identification. Its application in the area of finance

13、 is also becoming extensive and its influence is meaningful.Single chip integrates much peripheral equipment into a chip, making the computer system smaller, easier to integrate complicated in the limited volume control equipment. It depends on the programs and can be rewrite. It can realise differe

14、nt functions through different programs. Combining the single chip technology and RF card technology, must bring huge benefit. Compared with the magcards system, single chip system has higher security and safety, can be operated conveniently and fast. Cards can expand other functions, and a card can

15、 be used in several different trades.This design develops a simple and practical RF-card payment system based on MCU. The main designing ideas: Through the card reader, the data of the RF card will be read, and convey to single chip to be dealt with .The message will deliver to the LCD to display, m

16、eanwhile ,the singlechip exchanges the message and data management with the computer through serial communication module.The expansion and configuration of the system design should obey the following principal: Choosing typical circuits, lay a good foundation for the modulation and standardization o

17、f hardware; System expansion and peripheral equipments configuration levels should maintain the request of the application systems, and leave some place to the second time exploration; Hardware structure should be considered, combined with the complication software project. Hardware structure and so

18、ftware scheme will influence each other, the principal is, the functions which may realise by software, to simplify the hardware structure.This design will separate into exordium, system introduction, system hardware design, system software design, system simulation test, five parts. Introduction su

19、mmarizes the background and meaning of the design and the content of the task. System hardware design is the main part of the design, including the function, principle and circuit designing of all INTRODUCTIONIIfunction modulations, such as AT89C52, ZLG500A, and LCD12864 .system software design brie

20、fly summarize the characteristic interface design software of upper computer VB, and the main control function, and interface functions and interface program; system simulation test introduce the software simulation, display the function of the system.KEYWORDS: RF-card；singlechip；chargement system；s

21、erial communication. 0 基于单片机的射频卡缴费系统基于单片机的射频卡缴费系统第 1 章 绪论1.1 研究的背景 目前很多国家的城市缴费系统存在着很多问题，如大量使用现金交易，管理规范化较差，一种卡只适用于一种缴费场合， 原本的磁卡系统保密性和安全性较差，同时卡片本身容易损坏，等等。 人们使用金钱的机会越来越多，而大量的现金交易不方便也不安全。因此一种安全可靠，容易操作和管理的缴费系统，将会在城市发展中发挥积极的作用。单片机主要用于控制的，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小到日常生活中的冰箱，彩电，单片机都可以大显其能。单片机在国内外的很多领域中应用得十分广泛，比如

22、家用电器业,通信业,仪器仪表，汽车电子工业，以及工业控制领域等等。单片机几乎在人类生活的各个领域中都表现出了强大的生命力，随着单片机性能的进一步提高，它必将得到更多广泛的应用。射频卡，为近年才出现的新型卡片，在卡片上嵌有 IC（E2PROM，有的还有 CPU） 。由于它保存的信息比较可靠安全、可以高达几万次的读写，能存储大量资料。射频卡技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。射频卡系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。同时射频卡的安全性和保密性很高，操作方便，快速。1 在缴费系统中应

23、用单片机技术和射频卡技术，控制容易，扩展功能方便，管理将更有效率，将两者的优势结合在一起。该系统在城市缴费中必然发挥重大作用。1.2 研究的意义和目的城市公交系统，高速公路，地铁的自动收费系统，水电费收费系统，医疗保险系统等，其工作的质量与效率会直接影响到人民群众的日常生活和工作，本系统的应用必然极大地提高城市居民的生活便利程度，一定程度上缓解城市交通的拥挤。利用现代计算机和通讯技术，实现城市缴费射频卡收费系统，能显著提高企业的现代化管理水平，为公交运营管理提供科学准确的数字信息，获得明显的社会和经济效益。现代化城市开始朝着一卡通方向发展。一卡通的城市缴费系统，是一个革命性 1 的转变，要经过

24、基本系统在基层领域的长时间的实践应用中不断完善和发展。一旦实现，对于城市的整体竞争力的提高，会有很大帮助。1.3 研究的内容本课题研究的内容是基于单片机的射频卡缴费系统。系统以 AT89S52 单片机作为处理单元，应用 ZLG500A 射频卡读写模块，将读取射频卡中用户的资料，实现自动缴费，并将射频卡号和帐户余额信息发送到 12864 液晶显示模块电路进行显示。当余额不足扣费时候发出警报。同时将读取到的数据通过串口通信电路传送到 PC 界面，显示出来让使用者可以直观的了解当时情况。设计应该有效提高系统的稳定性以及可操作性，使系统在长期使用的情况下不容易损坏，能够简单得被工作人员操作，使其能够广

25、泛应用于多个领域。 2 第 2 章 系统概况2.1 系统结构读卡模块ZLG500A数据数据串口通信模块（连接 PC 机）发送发送单片机 AT89S52显示显示显示模块LCD12864图 2-1 系统结构图2.2 系统具体工作过程接通电源后，系统不停地检测 ZLG500A 周围是否有可以识别的 RF 卡，如果有，AT89T52 就把卡内预设单元数据读回，减去预设缴费值，然后将处理后的数据通过ZLG500A 存储卡内，接着将卡挂起，避免一次刷卡进行多次缴费操作。一次缴费操作（一次读取一次存储）的时间小于 5ms，而人进行一次刷卡操作的时间大于0.5s，因此正常刷卡不会影响对卡的读写操作。操作结束后

26、系统会控制蜂鸣器与 LED 提示操作完毕，之后会在 12864 液晶上显示个人信息，包括 ID.剩余金额，本次扣除金额，等。个人信息也是事先用 ZLG500A写的。在一次操作结束后，AT89S52 控制 RS232 串行通讯口将刚刚操作的 ID 和金额信息发给上位机，一边数据库联网操作。这就是一次完整的缴费过程。2.3 可靠性和可行性分析 由于单片机芯片主要应用于工业控制，只能化仪器仪表和家用电器，因此对单片机应用系统的可靠性提出了更高的要求。可靠性是单片机应用系统的重要指标之一，单片机应用系统的可靠性通常是指在规定的条件下和规定的时间内，完成规定工作的能力。其中规定条件是指系统工作时所处的环

27、境（温度，湿度，振动，电磁干扰等） ，维护条件，使用条件等；规定时间是指考察系统是否正常工作的起止时间；规定动作则是系统应当实现的功能。3 3 提高系统的可靠性也就是要减少系统的故障，而引起故障的因素有来自系统内部和外部两个方面。外部因素：例如环境温度，湿度，电源的波动，电磁干扰，冲击，振动，腐蚀等。内部因素：它出现在系统的硬件及软件上。其中包括电路连线短路或开路，构成电路的元器件损坏失效等，另外还包括软件设计中的问题。一个高可靠性的单片机应用系统是通过可靠性设计而产生的，并通过可靠性生产和可靠性使用及维护来保证的。因此，在系统设计时要充分利用可靠性的概念和方法考虑系统的硬件设计和软件设计。同

28、时，该系统要广泛应用于社会的缴费系统，这就对系统的可行性提出了很高的要求。单片机是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中，靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能。将单片机技术和射频卡技术有效地结合起来，必然给社会的发展带来巨大的效益。2.4 主要器件的选用1单片机： Atmel 公司的 AT89S52。2射频卡读写模块电路 ：ZLG500A 射频卡读写模块电路。3液晶显示模块电路：MGLS-12864 点阵式 LCD。4串口通信模块：美信公司的串口接口电路 max3232。 4 第 3 章 系统硬件设

29、计3.1 MCU 单片机 AT89S52 的介绍微处理器(MCU)AT89S52 简介 单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU)，随机存取数据存储器(RAM)，只读程序存储器(ROM)，输入输出电路(I/O 口)，定时计数器，串行通信口和中断系统集成在同一块硅片的器件，其是一个最小然而完善的计算机系统。本系统设计选用美国 ATMEL 公司所生产的 AT89S52 单片机如图 31 所示，工作系统控制核心，因为其兼容标准 MCS-51 指令系统，是一种低功耗高性能 CMOS 8位单片机，40 个引脚，32 个外部

30、双向输入/输出（I/O）端口，同时内含 2 个外中断口，2个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。AT89S52 含 8k bytes 的可反复擦写1000 次左右的只读程序存储器（PEROM） 。AT89S52 相对于 AT89C52 增加的新功能包括： (1)新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比 89C52 更低！ (2)ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。 (3)最高工作频率为 33MHz，大家都知道 89C52的极限工作频率是 24M

31、，就是说 S52 具有更高的工作频率，从而具有了更快的计算速度。 (4)具有双工 UART 串行通道。(5)内部集成看门狗计时器，不再需要像 89C52 那样外接看门狗计时器单元电路。 (6)全新的加密算法，这使得对于 AT89S52 的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。 (7)兼容性方面：向下完全兼容 51 全部字系列产品。比如 8051、89C52 等等早期MCS-51 兼容产品。 14 图 3-1 AT89S52 引脚图 3-1 AT89S52 引脚图 5 3.1.1 AT89S52 功能特性描述At89s52 是一种低功耗、高性能 CMOS8

32、位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash， 256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线， 看门狗定时器， 2 个数据指针， 三个 16 位 定时器/计数器， 一个 6 向量 2 级中断结构， 全双工串行口， 片内

33、晶振及时钟电路，另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻 辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。3.1.2 引脚说明P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。 在 flash 编程时，P0

34、 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。 此外，P1.0 和 P1.2 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器 2 的触发输入（P1.1/T2EX） ，具体如下表所示。 6 在 flash 编程和校验时，P1 口接收低 8 位地址字节。 引脚号第二功能

35、:P1.0 T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入） ，时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI（在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用） P1.7 SCK（在系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX

36、DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出 P2 锁存器的内容。 在 flash 编程和校验时，P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p3 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。 P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所

37、示。 在 flash 编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断 0) P3.3 INT1(外中断 1) P3.4 TO(定时/计数器 0) P3.5 T1(定时/计数器 1) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器读选通) 此外，P3 口还接收一些用于 FLASH 闪存编程和程序校验的控制信号。 RST复位输入。当振荡器工作时，RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。 7 ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址

38、锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 对 FLASH 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG） 。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。 PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选

39、通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP外部访问允许，欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H-FFFFH） ，EA 端必须保持低电平（接地） 。需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 Vcc 端） ，CPU 则执行内部程序存储器的指令。 FLASH 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。3.1.3 中断系

40、统单片机的中断系统简单实用，其基本特点是：有 5 个固定的可屏蔽中断源，3个在片内，2 个在片外，它们在程序存储器中各有固定的中断入口地址，由此进入中断服务程序；5 个中断源有两级中断优先级，可形成中断嵌套；2 个特殊功能寄存器用于中断控制和条件设置的编程。5 个中断源的符号、名称及产生的条件如下。INT0：外部中断 0，由 P32 端口线引入，低电平或下跳沿引起。INT1：外部中断 1，由 P33 端口线引入，低电平或下跳沿引起。T0：定时器计数器 0 中断，由 T0 计满回零引起。T1：定时器计数器 l 中断，由 T1 计满回零引起。TIRI：串行 IO 中断，串行端口完成一帧字符发送接收

41、后引起。若某个中断源通过编程设置，处于被打开的状态，并满足中断响应的条件，而且当前正在执行的那条指令已被执行完；当前没响应同级或高级中断；不是在操作IE，IP 中断控制寄存器或执行 REH 指令则单片机响应此中断。在正常的情况下，从中断请求信号有效开始，到中断得到响应，通常需要 3 个机器周期到 8 个机器周期。中断得到响应后，自动清除中断请求标志(对串行 IO端口的中断标志，要用软件清除)，将断点即程序计数器之值(PC)压入堆栈(以备恢 8 复用)；然后把相应的中断入口地址装入 PC，使程序转入到相应的中断服务程序中去执行。各个中断源在程序存储器中的中断入口地址如下：中断源 入口地址INT0

42、(外部中断 0) 0003HTF0(TO 中断) 000BHINT1(外部中断 1) 0013HTFl(T1 中断) 001BHRITI(串行口中断) 0023H3.1.4 串行端口的控制寄存器串行端口共有 2 个控制寄存器 SCON 和 PCON，用以设置串行端口的工作方式、接收发送的运行状态、接收发送数据的特征、波特率的大小，以及作为运行的中断标志等。(1)串行口控制寄存器 SCONSCON 的字节地址是 98H，位地址(由低位到高位)分别是 98H 一 9FH。SCON 的格式如表 31 所示。表 31 串行端口的控制寄存器 SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0，S

43、Ml：串行口工作方式控制位。00-方式 0；01-方式 1；10-方式 2；11-方式 3。SM2：仅用于方式 2 和方式 3 的多机通讯控制位，发送机 SM21(要求程控设置)。当为方式 2 或方式 3 时：接收机 SM21 时，若 RB81，可引起串行接收中断；若 RB80，不引起串行接收中断。SM20 时，若 RB81，可引起串行接收中断；若 RB80，亦可引起串行接收中断。REN:串行接收允许位。0-禁止接收；1-允许接收。TB8:在方式 2，3 中，TB8 是发送机要发送的第 9 位数据。RB8:在方式 2，3 中，RB8 是接收机接收到的第 9 位数据，该数据正好来自发送机的TB8

44、。TI:发送中断标志位发送前必须用软件清零，发送过程中 TI 保持零电平，发送完一帧数据后，由硬件自动置 1。如要再发送，必须用软件再清零。RI:接收中断标志位。接收前，必须用软件清零，接收过程中 RI 保持零电平，接收完一帧数据后，由片内硬件自动置 1。如要再接收，必须用软件再清零。 PCON 的字节地址为 87H，无位地址，PCON 的格式如图六所示。需指出的是，对 80C51 单片机而言，PCON 还有几位有效控制位。电源控制寄存器 PCON 如表 32 9 示。表 32 电源控制寄存器 PCONSMODAT89S52 单片机的复位电路如图 32 所示。在 RESET（图中表示为 RST

45、 ）输入端出现高电平时实现复位和初始化。图 3-2 复位电路图 3-3 CD4060 构成的看门狗电路在由单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称看门狗。而一般 RC 复位电路往往不能保证系统安全可靠地工作，而这类专用的复位芯片具有快速上电复位，掉电复位等功能。看门狗电路的应用,使单片机可以在无人状态下实现连续工作,其工作原理是

46、:看门狗芯片和单片机的一个 I/O 引脚相连,该 I/O 引脚通过程序控制它定时地往看门狗 10 的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的，一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段不进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位置开始执行,这样便实现了单片机的自动复位.利用计数器 CD4060 构成的看门狗电路如图 3-3 所示。CD4060 的定时时间常数有 C1 和 R1 决定。如果系统正

47、常工作，我们就在程序里适当地安排 SETB P1.7 指令，使 CD4060 复位，不能够产生复位脉冲；如果系统工作不正常，就产生复位脉冲。3.2 射频卡读卡模块与 MCU 接口电路设计3.2.1 射频卡读卡模块 ZLG500A 的介绍 ZLG500A 的主要特点四层电路板设计，双面表贴工艺，EMC 性能优良；采用 PHILIPS 高集成度读卡芯片 MFRC500；具有控制线和可控蜂鸣器信号输出；能读写 MFRC500 内 EEPROM；可提供 C51 函数库供二次开发；可根据用户要求定制个性化模块；支持 mifare1 S50、mifare1 S70、mifare UltraL

48、ight、mifare Light。提供三线 SPI 接口，并具有控制线输出口，能与任何 MCU 接口 ZLG500A 的管脚说明 J1 J2 如图 3-4 所示 J1 为与天线的接口 J2 为与 MCU 的接口,J1、J2 的管脚排列和功能说明见表 3-3，3-4：表 33 ZLG500A 非接触式 IC 卡读写模块管脚说明(一)管脚符号描述图 3-4 ZLG500A 模块实物图 11 J1-1GND地J1-2TX1天线发送 1J1-3GND地J1-4TX2天线发送 2J1-5GND地J1-6RX天线接收表 34 ZLG500A 非接触式 IC 卡读写模块管脚说明(二)管脚符号

49、类型描述J2-1SCLK输入三线 SPI 接口时钟线总是由外部 MCU 产生J2-2SDATA双向数据线可双向传输J2-3SS双向传输启动线接 MCU 外部中断J2-4VCCPWR电源正端J2-5RST复位内部 MCU 复位端高电平有效J2-6GNDPWR电源负端J2-7CTRL输出控制线输出J2-8BZ输出蜂鸣器信号输出ZLG500 模块可方便地与任何 MCU 进行接口，如图 3-5 所示为 ZLG500 与 MCS-51 单片机图 3-5 ZLG500 与 MCS-51 单片机接口图的典型接口。SCLK、SDATA、SS 为 ZLG500A 与 MCU 相联接的控制线，分别为片选SS、时钟

50、线 SCLK 和数据线 SDATA。主控制器的 MCU 和读卡模块内的 MCU 通过此三线相连，三根线上的实际电平是双方口线状态逻辑线与的结果。P1.0P1.1P3.3P1.2M MC CS S5 51 1SCLKSDATASSRSTCTRLBZZ ZL LG G5 50 00 0 12 ZLG500A 三线串行读卡模块接口规范（1） 接口原理接口空闲时主机 SS=1 SCLK=0 SDATA=0 ，从机 SS=1 SCLK=1 SDATA=0 。其中SS 和 DATA 是双向的而时钟线 SCLK 是单向的，即时钟只能由主控制器产生，该信号必须严格遵守时序规范，否则将出现通信错

51、误读卡模块必须释放该线。SS 为数据发送使能，若一方有数据要发送给另一方，则该方控制 SS 线为低并在发送结束后将该线置高，接收数据方不得控制该线，双方必须遵守通信协议不得同时控制该线。SDATA 为数据线，由数据发送端控制数据，接收端必须释放该线。该线在一次传输开始时还同时作为数据接收端的响应信号。（2）时序图如图 3-6 所示，无论数据传输的方向如何，SPI 线上信号的波形总是如下；图 3-6 ZLG500 时序图由图中可以看出，在 SS 为低的情况时，时钟和数据线上的信号才有效。且在SCLK 为低时 SDATA 变化，在 SCLK 为高时 SDATA 应保持稳定。以上传输中从数据发送器请

52、求开始至数据接收器响应的时间是不确定的，取决接收器内的 MCU 是否忙，有必要设置一个看门狗定时器对数据接收器的响应进行监视，一旦接收器响应，则 MCU 必须根据数据传输的方向，严格控制以下几个时间，以确保数据传输无误。t1数据接收器响应至 MCU 产生第一个 SCLK 上升沿的时间。t2两个字节传输之间 SCLK 低电平的持续时间。t3传输最后一个字节的最后一位的 SCLK 信号的上升沿至 SS 上升沿的时间。tHSCLK 信号的高电平持续时间。tLSCLK 信号的低电平持续时间。在数据传输的方向不同时，对时间 t1 t3 tH 和 tL 都有各自不同的要求。（3） 通信协议S SS SS

53、SC CL LK KS SD DA AT TA AS St ta ar rt t f fr ro om m s se en nd de er rt t1 1t tH Ht tL Lt t2 2t t3 3S St to op p f fr ro om m s se en nd de er rA Ac ck k f fr ro om m r re ec ce ei iv ve er rS Se en nd de er r a an nd d r re ec ce ei iv ve er r 13 MCU 与 ZLG500 的通信必须先由 MCU 发送命令和数据给 ZLG500，ZLG500 执行

54、命令完毕后，将命令执行的状态和响应数据发回 MCU。开始通信前，收发双方必须处于空闲状态。首先由 MCU 发出 SS 下降沿信号，然后等待 ZLG500 载 SDATA 线上的响应，若在 50ms 内为检测到此信号，则退出本次传输。若正确响应，则 MCU 可将命令和数据发送出去。然后 MCU 等待 ZLG500 发回的状态和响应数据。也即等待 SS 线上的下降沿信号，若在 50ms 内为检测到此信号，则退出本次传输，若正确检测到 SS 信号，则可以接收状态和数据。3.3.2 单片机 AT89S52 与 ZLG500 的接口电路图图 3-7 ZLG500A 的接口电路图传输启动端 SS 接 MC

55、U 的外部中断 0，MCU 和 zlg500 之间发送数据，首先由发送方将 SS 拉低并且在发送结束后将 SS 拉高，本设计中 MCU 以下降沿中断触发的方式接收 zlg500 发送的数据，并将外部中断 0 设置为最高优先级，保证第一时间接收到射频卡数据。SCLK 为 SPI 接口的时钟线，总是由 MCU 产生。SDATA 为双向数据线，子数据传输开始前，由数据发送方将 SDATA 拉低，数据接收方同意接收方同意接收数据则将 SDATA 拉高，作为接收响应信号，之后 SDATA 作为数据传送线。模块自带看门狗，复位端 RST 可悬空或接低电平。CTRL 和 BZ 接发光二极管和蜂鸣。 14 3

56、.3 LCD 液晶显示模块与 MCU 的接口电路设计3.3.1 LCD12864 的介绍 LCD12864 的介绍12864 是一种图形点阵液晶显示器, 引脚功能如表 3-5 它主要由行驱动器/列驱动器及 12864 全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示 84 个(1616 点阵)汉字。 3表 3-5：12864LCD 的引脚说明管脚号管脚名称LEVER管脚功能描述1VSS0电源地2VDD+5.0V电源电压3V0-液晶显示器驱动电压4D/I(RS)H/LD/I=“H” ，表示 DB7DB0 为显示数据D/I=“L” ，表示 DB7DB0 为显示指令数据5R/WH/LR

57、/W=“H” ，E=“H”数据被读到 DB7DB0R/W=“L” ，E=“HL”数据被写到 IR 或 DR6EH/LR/W=“L” ，E 信号下降沿锁存 DB7DB0R/W=“H” ，E=“H”DDRAM 数据读到 DB7DB07DB0H/L数据线8DB1H/L数据线9DB2H/L数据线10DB3H/L数据线11DB4H/L数据线12DB5H/L数据线13DB6H/L数据线14DB7H/L数据线15CS1H/LH:选择芯片(右半屏)信号16CS2H/LH:选择芯片(左半屏)信号17RETH/L复位信号,低电平复位18VOUT-10VLCD 驱动负电压19LED+-LED 背光板电源 A20LE

58、D-LED 背光板电源 K 15 LCD12864 内部功能器件及相关功能在使用 12864LCD 前先必须了解以下功能器件才能进行编程。12864 内部功能器件及相关功能如下：1. 指令寄存器(IR) IR 是用于寄存指令码，与数据寄存器数据相对应。当 D/I=0 时，在 E 信号下降沿的作用下，指令码写入 IR。2数据寄存器(DR) DR 是用于寄存数据的，与指令寄存器寄存指令相对应。当 D/I=1 时，在下降沿作用下，图形显示数据写入 DR，或在 E 信号高电平作用下由 DR 读到 DB7DB0 数据总线。DR 和 DDRAM 之间的数据传输是模块内部自动执行的。3忙标志

59、：BF BF 标志提供内部工作情况。BF=1 表示模块在内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。BF=0 时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。 利用 STATUS READ 指令，可以将 BF 读到 DB7 总线，从检验模块之工作状态。4显示控制触发器 DFF 此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1 为开显示（DISPLAY OFF） ，DDRAM 的内容就显示在屏幕上，DFF=0 为关显示（DISPLAY OFF） 。 DDF 的状态是指令 DISPLAY ON/OFF 和 RST 信号控制的。5XY 地址计数器 XY 地址计数器是一个 9 位计数器。高 3 位是 X

60、地址计数器，低 6 位为 Y 地址计数器，XY 地址计数器实际上是作为 DDRAM 的地址指针，X 地址计数器为 DDRAM 的页指针，Y 地址计数器为 DDRAM 的 Y 地址指针。 X 地址计数器是没有记数功能的，只能用指令设置。 Y 地址计数器具有循环记数功能，各显示数据写入后，Y 地址自动加 1，Y 地址指针从 0 到 63。6显示数据 RAM（DDRAM） DDRAM 是存储图形显示数据的。数据为 1 表示显示选择，数据为 0 表示显示非选择。DDRAM 与地址和显示位置的关系见 DDRAM 地址表。7Z 地址计数器 Z 地址计数器是一个 6 位计数器，此计数器具备循环记数功能，它是