基于单片机的RFID卡读写器的控制系统设计(最终)

摘要射频识别技术RFID是radiofrequencyidentification的简称，即射频识别。其原理为读写器和标签之间进行非接触式的数据通信，以达到识别目标的目的REF_Ref72777244\r\h[1]。本文首先对RFID技术的相关原理和特点进行了描述，介绍了该技术的结构、工作流程、发展趋势和应用范围。然后对系统的应用理论和研究进行了部分分析，进行了可行性分析和计划论证设计，把系统分为主控制模块、射频模块和串行通信模块三个部分，进行相关学习研究。在这个基础上，这一篇文章从硬件和软件两个方面对RFID系统的设计与实现分两部分进行说明和进一步研究。硬件部分仔细讨论了设备的工作原理，设计了控制模块电路、射频模块电路和串行通信电路。主控制系统采用STC89C52系列，扩展其基本外围电路。EM4095被选为射频模块中的射频基站芯片。软件设计纤细介绍了主程序设计，并根据工作流程说明了每个子例程模块的设计和完成。关键词：RFIDSTC89C52EM4095

ABSTRACTRadiofrequencyidentification(RFID)istheabbreviationofradiofrequencyidentification.Theprincipleofthismethodisnon-contactdatacommunicationbetweenreaderandtagtoachievethepurposeoftargetrecognitionThispaperfirstgivesanoverviewofRFIDtechnology,introducesthestructure,workingprinciple,characteristics,applicationanddevelopmenttrendofRFIDtechnologysystem.Thentheapplicationtheoryandresearchofthesystemareanalyzed,andthefeasibilityanalysisandplandemonstrationdesignarecarriedout.Thesystemisdividedintothreeparts:maincontrolsystemmodule,RFmoduleandserialcommunicationmodule.Onthisbasis,thispaperisdividedintotwoparts,fromthehardwaredesignandsoftwaredesignofRFIDsystemdesignandimplementation.Inthehardwaredesignpart,theworkingprincipleofthedeviceisdiscussedindetail,andtheserialcommunicationcircuit,RFmodulecircuitandcontrolmodulecircuitaredesigned.ThemaincontrolsystemusesSTC89C52seriestoexpanditsbasicperipheralcircuit.EM4095isselectedastheRFbasestationchipintheRFmodule.Thesoftwaredesigndetailsthemainprogramdesign,andexplainsthedesignandcompletionofeachsubroutinemoduleaccordingtotheworkflow.Keywords:RFID,STC89C52,EM4095

目录TOC\o"1-4"\h\z\u第一章绪论 [8]。4.3串行通信软件设计4.3.1通信协议所谓通信协议，通常指的是通信端双方，为了实现通信而一致认同和遵守的规则，主要涉及事项包括通信端双方的同步方式，以及在其中详细的波特率内容和设置。在本次设计中利用了异步通信方案，串口是8位异步通信接口，定时器溢出率将在具体实现过程中实现对数据传输速率的直接却决定性作用，并对其中变化做出反应，通行数据端双方分别是发送TXD以及RXD接收。4.3.2串口通信设计当单片机与上位机间通过通信连接实现数据同步后，会先进行串口初始化，后一个步骤通常是将数据寄存，之后再将需要处理的数据纳入中断程序。串口通信程序具体流程见图4-6。图4-6串口通信程序框图

第五章程序清单EM4095的卡号读取程序如下：unsignedlongRead_Card(){ unsignedchari=0; //起始位的计数值 unsignedcharerror; //时间溢出的计数值 unsignedcharerror_flag; //时间溢出标志位 unsignedcharrow,col; //行列寄存器 unsignedcharrow_parity; //行校验寄存器 unsignedcharcol_parity[5];//列校验寄存器 unsignedchar_data; //数据寄存器 unsignedlongtemp; unsignedchartimeout=0; while(1) { if(timeout==100) return0; else timeout++; while(DEMOD_OUT==0); //等高电平 Delay384us(); if(DEMOD_OUT) //寻找真正的起始位1 { for(i=0;i<8;i++) //判断起始位是否真的是9个字节的1，前面已经判断了1位，此处只需判断8位 { error=0; while(DEMOD_OUT) { if(error==TIME_OF) { error_flag=1; //时间超时 break; //退出 } elseerror++; } Delay384us(); if(!(DEMOD_OUT&&error_flag==0)) //如果高电平超时则退出 break; } if(i==8) //起始位接收完并且正确后开始接收数据 { error_flag=0; error=0; while(DEMOD_OUT) { if(error==TIME_OF) { error_flag=0; break; } elseerror++; }col_parity[0]=col_parity[1]=col_parity[2]=col_parity[3]=col_parity[4]=0;//所有列校验清零 for(row=0;row<11;row++) //共11行数据 { for(col=0,row_parity=0;col<5;col++) //共五列数据 { Delay384us(); if(DEMOD_OUT)_data=1; //数据为1 else_data=0; //数据为0 if(col<4&&row<10) //数据区的接受，后四个字节 { temp<<=1; temp+=(unsignedlong)_data; } else; row_parity+=data; //行校验加入数据 col_parity[col]+=_data;//相应列校验加入，虽最后一列没有校验但为了方便也加上 error=0; //限定等待时间清零 while(DEMOD_OUT==((_data&0x01)<<PC1)) { if(error==TIME_OF) //由于时间溢出造成 { error_flag=1; break; //退出本while循环 } elseerror++; } if(error_flag)break; //出错退出内层for循环 else; } if(row<10) //最后一行没有校验所以要加限制 { if((row_parity&0x01)||error_flag) //行校验出错 { temp=0; error_flag=1; break; //退出 } } }//对最后接收的列校验进行判断，并且对来自上面数据error_flag处理以结束本次主循环if(error_flag||((col_parity[0]&0x01)&&(col_parity[1]&0x01)&&(col_parity[2]&0x01)&&(col_parity[3]&0x01))) {//最后一列没有校验 error_flag=0; temp=0; continue; } elsereturntemp; } continue; } error_flag=0; continue; }}

第六章总结通常来说，RFID技术其中涉及到的实现原理是对高频率电磁波的特性利用，该种波能够进行远距离传输，利用该种特性实现信息传送，并借此对部分特定数据进行有效区分和判别，以该种原理能够实现更为快捷化和精准化的通信。本文对射频识别技术进行了粗浅的探讨和分析，对其中工作原理进行了认识和理解，对RFID卡读写器这个开发课题，立足预期功能诉求及现场实际进行了软硬件两方面的开发方案进行了探讨，尤其对硬件设计进行了详细阐述，并对其中芯片选择和适配进行了重点介绍，而软件设计则由于知识储备不足，并未深入。本次开发主要事项如下：（1）查找与射频识别相关的文件与资料，对射频识别相关知识如具体概念、工作原理等进行深入了解，并对当前射频识别应用现象有所掌握。（2）学习和掌握RFID相关资料和知识，在此基础上，提出RFID卡读写器管理系统的设计的想法。（3）对设计思路和想法进行实际化，设计到软硬件两方面方案落实，并分模块进行阐述和讨论。（4）在硬件电路设计方案中，尤其重点介绍芯片的选用和原因，并详细介绍其模块工作路径。（5）在软件设计部分，基于前述硬件及功能诉求进行了程序开发，并以C编程实现。本文所涉及基于单片机的RFID卡读写器管理系统的开发方案，由于时间和学识有限存在诸多后续需要改进之处：（1）通信软件编写离完善还有一段较长距离，尤其是上位机通信，导致缺乏上位机通信实现可能让系统收发数据中断，从而对后续调试造成影响，同时也导致仿真无法实现。另外，编程掌握和熟练都存在缺陷，C语言编程无法很好实现预期计划和设想。（2）原理尚未吃透，因此硬件电路设计也存在若干失误，没有画出完整的PCB原理图，并且没能编写出完整得系统总体程序。（3）文章总体设计方案中不管是硬件电路开发亦或语言编程等，都没有实现完整的数据传输功能，尤其是标签卡与核心基站模块间。

参考文献沈冬梅.射频识别技术研究与具体应用案例探析[J].数码世界,2017,000(012):408.李成渊.射频识别技术的应用与发展研究[J].无线互联科技,2016.青岛东合信息技术有限公司，RFID开发技术及实践,西安：西安电子科技大学