基于单片机与RFID的非接触式 读卡器设计
基于单片机与RFID的非接触式读卡器设计
基于单片机与RFID的非接触式读卡器设计首先，我们需要选择合适的单片机来实现读卡器的功能。
在这个设计中，我们选择了常用的STM32F103单片机作为主控芯片。
该单片机具有丰富的外设和多个串口接口，非常适合用于RFID读卡器的设计。
在硬件设计方面，我们需要将单片机、RFID模块和其他所需的电子元件连接在一起。
首先将MFRC522模块的SDA引脚连接到单片机的SPI接口的MOSI引脚，SCK引脚连接到单片机的SPI接口的SCK引脚，RST引脚连接到单片机的GPIO引脚，SS引脚连接到单片机的SPI接口的NSS引脚。
接下来，将单片机的UART接口连接到一个串口调试助手，以便在调试过程中可以通过串口打印输出信息。
在软件设计方面，我们需要编写单片机的固件程序来实现读卡器的功能。
首先，我们需要初始化SPI接口和RFID模块，确保它正常工作。
之后，我们可以编写一些函数来实现读卡器的具体功能，如读取感应卡的UID码、读取感应卡的数据区等。
我们还可以编写一些逻辑来处理读取到的数据，如进行安全认证、进行访问控制等。
最后，我们需要进行整体的调试和测试。
首先，我们可以使用一些示例代码来测试RFID模块是否正常工作，例如读取感应卡的UID码，确保它能够正确地与单片机通信。
然后，我们可以编写一些测试程序来验证读卡器的各种功能，如读取感应卡的数据区等。
综上所述，基于单片机和RFID技术的非接触式读卡器设计需要进行硬件连接、固件开发和整体调试。
通过合理的设计和优化，我们可以实现一个功能完善的读卡器，用于安全认证和访问控制等应用场景。
基于单片机控制的RFID读写器的设计与实现
期时 ，即便加高压处于全载波情况 下，其指数 是 ＡＤＭ，在 固态发射机 中均是采用 数字 电路 众 的收 听 需要 。 也仍在标准范围之下，可见潜伏 能力之强 ，往 组成，因此对 比相 同功率 的电子管机 ，其指标
往导致检测人员忽略或无法发现问题存在 。为 优势较高，且解决了失真、频 响及 噪音的积 累
此 ，检测时应注意两个要点，一方面 ，在进行 效应 ，故而在进行指标调整时，只需根据设计 原理将相应指标调整至合理范围内即可提高指
参考文 献
［ １ ］褚端 ．全 固态中波发射机 维护 中的几个 问 题 ［ Ｊ ］ ．科技 资讯 ， ２ ０ １ １ （ １ ３ ） ： ５ １ ． ［ ２ 】范 国 安 ．数 字 调 幅 中 波 广 播 发 射 机 三 大指标的检测 与维护 ［ Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ读 写器的设计原理 是从 多个角度进
不进行任何信息 的检测、校正。 （ ２ ）网络层 ：保存 最新的节 点地址表 ， 包括物理地址和虚拟地址。
＜ ＜上 接 １ ５ ７页
极少处于全功率运行状态，使得设备在运行初 单 易行。究其 原 因，是 由于无论 是 Ｐ Ｓ Ｍ，或 停播率 的最小化 ，从技术上最大程度 的满足 听
Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ的读 写 功 能 的 优化 。
的几个 问题 。在相对较为复杂或是不常见 的现
象 发生的过程 中，Ｐ ， Ｆ Ｉ Ｄ 系统的读 写功能可 以 进 行发送或接收下层数据传输 。
直接 的分为两个部分 ，一是信号的发射模 式，
紧密联系 的还有发射后的接收装置 系统。还 有
一
２ 系统 的软件设计
表现射频识别 的信息是多样性的 ，例 如： 电子标签 、读 写器 的二进制信 号、射频识 别信
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现而RFID读卡器是将RFID技术应用到实际生活中的重要设备之一，它通过读取RFID标签上存储的信息，实现对目标对象的识别和追踪。
本文将介绍一种基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现，通过STM32单片机与RFID模块的结合，实现了RFID读卡器的基本功能，并具备了一定的扩展性和灵活性，为实际应用提供了可靠的技术支持。
一、设计方案1.硬件设计该RFID读卡器的硬件设计基于STM32F103单片机和RC522 RFID模块。
STM32F103是一款性能强大的ARM Cortex-M3内核单片机，具有丰富的外设资源和强大的处理能力；而RC522 RFID模块是一款广泛应用的13.56MHz射频识别模块，具有稳定的性能和广泛的兼容性。
硬件设计主要包括STM32F103单片机、RC522 RFID模块、天线、外部存储器和显示屏。
STM32F103单片机作为主控芯片，负责控制整个系统的工作流程；RC522 RFID模块用于实现RFID标签的读写功能；天线用于接收RFID标签发送的射频信号；外部存储器用于存储读取的RFID标签信息；显示屏用于显示读取到的RFID标签信息。
软件设计主要包括系统初始化、RFID读取、数据处理和信息显示等功能。
系统初始化阶段，主要包括对STM32F103单片机和RC522 RFID模块进行初始化设置，建立通信连接，为后续的RFID读取做准备。
RFID读取阶段，主要包括对天线发射接收信号，对RFID标签进行识别和读取，将读取的数据传输到STM32F103单片机进行处理。
数据处理阶段，主要包括对读取到的数据进行解析和存储，为后续的数据处理和应用提供支持。
信息显示阶段，主要包括将处理后的数据显示在外部的显示屏上，方便用户查看和管理。
二、实现过程在硬件设计方面，首先进行了系统的整体布局设计，确定了各个模块的连接方式和布局位置，保证整个系统能够正常工作和稳定运行。
基于单片机的非接触式IC卡读卡器设计
单片机与读模块的通信过程为 ： 首先ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ ２ 发送命令和数据 给读写模 块 ， 读写模块根据信号执行命令 ， 执行完毕后再将命令执 行的状态和响应数据发送给ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ ２ 。 在单片机与读模块开始通信 之前 ， 收发信号双 方必须都处 于空 闲状 态 。 读写模块 的ＲＳ Ｔ口接 ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ ２ 的Ｐ １ ． ２ 口， 一旦读写模块出现异常时就可以由ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ ２ 来 控制复位 。 ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ ２ 的片选ｓ ｓ 发出的信号在下降沿时等待读写模块 在Ｓ Ｄ ＡＴ Ａ线上的响应。 如果在５ ０ ｍｓ 内没有检 测到该响应， 则退 出 本次传输 ， 同时将错误代码 返回给主程序 ， 由主程序进行错误处理。 如果读写模块能够进行 正确的响应， 那么ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ ２ 就可以将命令和 数据 发送 出去 ， 然后Ａ Ｔ８ ９ Ｃ ５ ２ 等 待读 写模块发 回的状态和 响应数 据 。即等待片选Ｓ Ｓ 线上的下降沿的产生 ， 如果在５ ０ ０ ｍｓ 内没有 检测 到此信号 ， 则退出本次传输 ， 而且 向主程序报告错误。 如果正确检测 到Ｓ Ｓ 信号 ， 则可 以接 收状 态和数据 信号 。
２ ． ６ 时钟 和 存 储 模 块
时钟模块采用芯片Ｄ Ｓ １ ３ ０ ２ 。 该芯片是 由美 国ＤＡ Ｌ Ｌ Ａ Ｓ 公司推出 的一种芯片， 它具有高性能、 低功耗的特点。 并带有Ｒ ＡＭ的实时时钟 芯片 ， 可以实现对 年、 月、 日、 周 日、 时、 分、 秒 的计时， 且具有闰年补偿 功能 ， 工作 电压 范围可达２ ． ５ ～５ ． ５ Ｖ。 Ｄ Ｓ１ ３ ０ ２ 采用了三 线接 口与 Ｃ Ｐ Ｕ进行同步通信 ， 并可以采用突发方式进行一次传送多个字节的 时钟 信号或ＲＡＭ数据 。 Ｄ Ｓ １ ３ ０ ２ 的内部有一个３ １ ｘ ８ 的ＲＡ Ｍ寄存器 ， 该寄存器可 以用于临 时性 存放 数据 。 在本系统 中， Ｄ Ｓ１ ３ ０ ２ 的时钟 Ｓ Ｃ Ｌ Ｋ接单片机 的Ｐ １ ． ５ 口， Ｆ Ｏ口接单片机的Ｐ１ ． ６ 口， ＲＳ Ｔ口接单片 机的Ｐ １ ． ７ 口。 Ｉ ／ ０ ｎ连接一个４ ． ７ ｋ ｆ ｌ 的 电阻。 本读 卡器 的存储模块 电 路采用 了Ｉ Ｉ Ｃ 接 口的Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ ＯＭ芯片２ ４ Ｃ ２ ５ ６ 。 ２ ． ７人 机 交 互 模 块
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现一、引言二、RFID读卡器原理RFID读卡器主要由天线、射频模块、控制器和外围电路组成。
其工作原理为：当有RFID标签靠近天线时，天线会接收到标签发送的射频信号，并将其转换为电信号；然后通过射频模块发送至控制器进行处理，最终实现对标签的识别和数据读写。
1. 硬件设计（1）天线：选择合适的射频天线，一般为线圈天线或PCB天线，用于接收和发送射频信号。
（2）射频模块：选择支持ISO14443A/B、ISO15693等各种RFID标准的射频模块，一般为模块化设计，便于与STM32单片机连接。
（3）STM32单片机：选择适合的STM32系列单片机，根据实际需求确定内存大小、外设配置等。
（4）外围电路：包括电源模块、信号调理电路、时钟电路等，保证整个系统的稳定性和可靠性。
（1）驱动程序：设计RFID射频模块的驱动程序，包括初始化、读写数据、控制天线等功能。
（2）数据处理程序：设计数据处理程序，对接收到的RFID标签信息进行处理和解析，确保数据的准确性和完整性。
（3）通信协议：设计与上位机或其他设备的通信协议，实现数据的传输和交互。
按照设计方案，搭建RFID读卡器的硬件平台，连接天线、射频模块和STM32单片机，同时设计外围电路并进行电路布线和焊接。
2. 软件实现3. 软硬件调试对RFID读卡器进行软硬件调试，验证读卡器的稳定性和准确性，确保读卡器能够正常工作并与其他设备进行通信。
五、基于STM32的RFID读卡器应用1. 物流管理：可以应用于货物出入库管理、库存盘点等环节，提高物流效率和准确性。
2. 门禁系统：可以应用于公共场所、企业单位的门禁系统，实现对人员进出的管理和监控。
3. 车辆管理：可以应用于停车场、高速公路等场景，实现对车辆的识别和管理。
六、总结本文介绍了基于STM32单片机的RFID读卡器的设计与实现过程，主要包括硬件设计、软件设计、实现和应用。
毕业论文_基于单片机的RFID读写器的设计与实现研究
三轮认证
操作(读、写、加、减值)
使卡进入锁定状态
实物运行图
总结
• 经过测试调试，能满足设计要求，完成读 写功能。
• 缺憾：
– 没有实现与上位机的通信 – 蜂鸣器模块无法正常工作
鸣谢
• 感谢我的指导老师，在设计中给予很多的 支持和帮助。
• 感谢在毕设期间帮助我的同学。 • 感谢在座老师的对我论文的批评指正。
基于单片机的RFID读写器的 设计与实现研究
绪论
RFID读写器构成
一个功能完善的RFID读写器有三局部组成：主机处理系统、 读写器、电子标签。工作流程图如以下图所示：
系统方案设计
• 本设计要求是基于RFID技术完成对电子标签内部信息的读 写功能，并将信息通过液晶屏显示出来。方案设计如下：
串MM串模口AAXX口块芯2233片22
MCU STC89C52
射频 读写 模块 MF RC522
晶体振荡器
独立按键 电路
LCD1602显示 模块
电源及复位电路
天线 晶体振荡器
MF RC522模块框图
模拟接口
寄存器组
RF电平检测器 数据模式检测器
非接触式 UART
FIFO 缓冲区
串行 UART
SPI
I2C
主机
通信接口
• 电子标签内部框图
• 谢谢！
射频接口电路
波形转换
整流
调制解调
电压调节
复位电路
数字电路部分
ATR(请求应答)
Anticollision（防 冲突）
控制单元 RAM
Selectt（选择）
ROM
Auth&Acess（认 证读写）
密钥区
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现1. 引言1.1 背景介绍本文将针对基于STM32单片机的RFID读卡器机构展开研究与设计，通过对RFID技术和STM32单片机的介绍，结合实际应用需求，设计出一款功能强大、稳定可靠的RFID读卡器。
在系统测试和性能评估的基础上，分析技术难点并提出解决方案，为该设备的进一步发展提供参考。
通过对设计成果和应用前景的总结与展望，以及对存在不足和改进建议的思考，为基于STM32单片机的RFID读卡器的发展和应用做出贡献。
1.2 研究意义本研究旨在设计和实现基于STM32单片机的RFID读卡器机构，为RFID技术在物联网领域的应用提供技术支持。
通过深入研究RFID 技术和STM32单片机的原理及应用，探索RFID读卡器的设计与实现方案，进一步提高RFID系统的稳定性和性能，推动RFID技术在实际应用中的发展和推广。
本研究将为RFID技术的普及和应用提供新思路和方法，有助于推动物联网技术的发展，为社会经济发展做出贡献。
本研究还将为相关领域的研究者和工程师提供参考和借鉴，促进RFID技术在各行业的应用和推广。
1.3 研究目的研究目的旨在通过对基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现进行深入研究，探索其在物联网领域的应用前景，为智能化物联网设备的发展提供技术支持和指导。
具体包括以下几点目的：通过对RFID技术和STM32单片机的介绍和应用，深入了解其原理和特点，为设计和实现RFID读卡器提供理论支持；通过设计RFID读卡器的硬件结构和软件程序，验证其可靠性和稳定性，为物联网设备的相关研究和开发提供参考；通过系统测试和性能评估，对设计方案的优化和改进提供依据，提高RFID读卡器在实际应用中的性能和效率。
通过以上研究目的的实现，不仅可以加深对RFID技术和STM32单片机的理解，还可以为智能化物联网设备的发展和推广做出贡献。
2. 正文2.1 RFID技术概述RFID技术（Radio Frequency Identification）是一种无线通信技术，用于自动识别目标并获取相关数据。
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现【摘要】本文主要介绍了基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现。
在文章阐述了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细介绍了RFID技术的基本原理和应用、STM32单片机的特点与应用、RFID读卡器的结构设计方案、RFID读卡器系统的具体实现步骤以及系统性能评估。
在对设计与实现效果进行了分析，指出存在的问题并展望未来的发展方向，最后对全文进行总结。
通过本文的研究和实践，可以为基于STM32单片机的RFID技术应用提供一定的参考和借鉴。
【关键词】RFID技术、STM32单片机、RFID读卡器、机构设计、系统实现、性能评估、效果分析、存在问题、展望、总结。
1. 引言1.1 研究背景在当前智能化、信息化的潮流下，RFID技术在各个领域的应用逐渐增多，而如何设计一款高性能、低成本的RFID读卡器成为了研究的热点。
本研究就基于STM32单片机和RFID技术，设计并实现了一款具有良好性能和稳定性的RFID读卡器，旨在为相关领域的信息识别和管理提供更加便捷高效的解决方案。
通过本文对RFID技术和STM32单片机的介绍和分析，可以更好地了解RFID读卡器的设计原理和实现方法，为后续的研究提供参考和借鉴。
本文所设计的RFID读卡器具有较高的实用价值和市场前景，有利于推动智能化技术在实际应用中的发展和推广。
1.2 研究目的本文旨在设计并实现基于STM32单片机的RFID读卡器机构，通过对RFID技术和STM32单片机的介绍，结合系统性能评估，探讨读卡器的结构设计和系统实现。
具体目的包括：1. 深入了解RFID技术的原理和应用领域，探讨其在实际生活中的应用潜力；2. 研究STM32单片机的特点和应用范围，分析其在RFID读卡器中的作用和效果；3. 设计一套完善的RFID读卡器结构，实现对RFID标签的可靠读取和识别功能；4. 搭建完整的RFID读卡器系统，通过实验和测试评估系统性能和稳定性。
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现【摘要】本文基于STM32单片机，设计并实现了一款RFID读卡器机构。
在分别介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
在详细描述了硬件设计、软件设计、系统测试、性能评估和应用场景。
通过实验验证，该RFID读卡器具有较高的稳定性和精准度。
在结论部分总结了设计优点，如快速响应速度和高度集成度；同时指出存在问题，例如系统安全性仍需进一步提升。
最后展望未来，希望能够不断改进RFID读卡器的性能和功能，以满足不同领域的需求。
通过本文的研究，可以为RFID技术在实际生活中的应用提供参考和借鉴。
【关键词】STM32单片机、RFID读卡器、硬件设计、软件设计、系统测试、性能评估、应用场景、设计优点、存在问题、展望未来、研究背景、研究意义、研究目的1. 引言1.1 研究背景：本文旨在通过对RFID读卡器机构的设计与实现，探索基于STM32单片机的RFID应用方案，旨在提高RFID读取速度和准确度，拓展RFID技术在更多领域的应用和推广。
希望通过本研究的开展，为RFID技术的进一步发展和应用提供有益的参考和借鉴。
1.2 研究意义现在请你输出中关于的内容。
1.3 研究目的本文旨在设计并实现一种基于STM32单片机的RFID读卡器机构，旨在提高RFID技术在实际应用中的便捷性和效率。
具体目的包括：通过对RFID读卡器硬件设计的优化，提高读卡器的稳定性和读取速度；通过软件设计的创新，实现对读卡器的智能化控制和数据处理；通过系统测试和性能评估，验证设计方案的可行性和性能指标；探讨该RFID读卡器在不同应用场景下的实际应用和推广价值。
通过本研究的实施，旨在为RFID技术的推广和应用提供一种新的解决方案，为相关领域的技术发展和应用需求提供参考和借鉴。
2. 正文2.1 硬件设计硬件设计是整个RFID读卡器机构设计中的重要部分，它包括RFID 模块的选型和连接、单片机的选型和连接、外围电路的设计等方面。
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现
基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现1. 引言1.1 研究背景RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种无线通信技术，可以实现无线识别目标对象并获取相关数据信息。
随着物联网技术的发展，RFID技术在物流、仓储、智能交通等领域得到广泛应用。
而RFID读卡器作为RFID系统中的核心设备，起着重要的作用。
目前市面上RFID读卡器存在着各种不同的设计方案和性能差异，因此有必要开展基于STM32单片机的RFID读卡器机构的设计与实现研究。
通过对RFID技术的概述、STM32单片机的介绍，以及对RFID 读卡器设计和系统实现过程的研究，可以实现一个性能稳定、效果优良的RFID读卡器系统。
这也是本研究的背景和动机所在。
1.2 研究意义RFID技术的快速发展与普及，为我们的生活带来了诸多便利。
RFID技术可以广泛应用于物流管理、门禁系统、车辆识别等领域，提高了工作效率和安全性。
研究基于STM32单片机的RFID读卡器机构设计与实现具有重要意义。
通过深入研究RFID技术，可以更好地理解其工作原理和应用范围，为进一步的研究和应用奠定基础。
基于STM32单片机的RFID读卡器具有成本低、体积小、功耗低等优势，能够满足各种应用场景的需求。
研究和设计这样一种读卡器具有实际的应用意义。
通过对RFID读卡器的设计与实现过程进行研究，可以提高对物联网中物品识别技术的理解和应用能力，促进物联网技术的发展。
对设计与实现的效果进行分析和评价，可以为进一步改进和完善RFID读卡器提供参考，推动相关技术的发展。
研究基于STM32单片机的RFID读卡器机构设计与实现具有重要的研究意义和实际应用价值。
1.3 研究目的研究目的在于通过基于STM32单片机的RFID读卡器机构设计与实现，实现对RFID技术在物联网、智能交通、智能家居等领域的应用，探索提高RFID系统性能和稳定性的方法，为提升物联网系统的智能化水平提供技术支持。
基于单片机的RFID读卡器设计
张晓璐作
RFID reader design based on single chip
ct
Radio Frequency Identification (RFID) is a cutting-edge science and technology project that is developed in recent years. .In addition, it is an emergence of antenna in the 1990s. The technology of automatic Identification , which is used with the coupling of radio magnetic field to realize contactless communicationsoastoidentify the items.
After the completion of the system design , its basic design features will be revealed in the results.
Key Words: RFID； Card Reader； MFRC500 ； STC89C52
The part concerning hardware design includes the MCU control module design , the RFID modular design , the system antenna circuit design , serial communication circuit design and LCD display circuit design . What’s more, the description of system works and main function are included in Software design.
基于单片机与RFID的非接触式读卡器设计
基于单片机与RFID的非接触式读卡器设计1.引言非接触式读卡器是一种用于读取与RFID技术相兼容的ID卡片的设备。
RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术利用无线电波与读卡器进行通信，实现卡片与读卡器之间的数据传递。
本文将介绍基于单片机与RFID的非接触式读卡器设计。
2.设计原理（1）读卡器模块：读卡器模块负责通过天线对周围的RFID卡片进行射频识别，并将读取到的卡片ID信息传递给单片机控制模块。
（2）RFID模块：RFID模块是一种特殊的射频微型芯片，可嵌入到ID卡片中。
通过与读卡器模块进行无线通信，将卡片ID信息传递给读卡器模块。
（3）单片机控制模块：单片机控制模块负责接收读卡器模块传递的卡片ID信息，并进行处理。
可以通过串口或者其他方式将ID信息传递给计算机或其他设备。
3.硬件设计硬件设计包括电源电路、射频天线电路和单片机电路。
电源电路负责为读卡器提供稳定的工作电压。
射频天线电路用于接收和发送射频信号。
单片机电路用于控制整个读卡器的工作流程。
4.软件设计软件设计包括单片机的程序设计与RFID协议的实现。
单片机程序设计由读卡器模块和单片机控制模块的驱动程序组成。
驱动程序负责控制射频天线与RFID模块的通信，并将卡片ID信息传递给单片机控制模块。
RFID协议的实现是基于读卡器模块与RFID模块之间的无线通信协议。
5.相关技术（1）射频通信技术：射频通信技术是实现读卡器与RFID卡片之间无线通信的关键技术。
读卡器通过天线发送射频信号，卡片通过射频天线接收信号，并发送卡片ID信息给读卡器。
（2）嵌入式系统设计：嵌入式系统设计是为了满足读卡器具有小型化、便携化和低功耗等需求。
通过合理选择单片机和其他硬件组件，以及进行有效的软件设计，可以实现嵌入式读卡器系统。
6.总结基于单片机与RFID的非接触式读卡器可以实现快速、便捷的卡片识别功能。
通过合理设计硬件和软件，可以实现读卡器与计算机及其他设备的数据交互。
毕业设计(论文)-基于单片机和rfid技术的无源ic卡读写器[管理资料]
![毕业设计(论文)-基于单片机和rfid技术的无源ic卡读写器[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/30ecba1b6294dd88d1d26b2a.png)
编号：06023130河南大学2010届本科毕业论文基于单片机和RFID技术的无源IC卡读写器The passive IC Card Read –Write Based on MCU and RFID论文作者姓名：作者学号：所在学院：计算机与信息工程学院所学专业：自动化导师姓名职称：论文完成时间：2010年5月20日2010年5月20日目录摘要 (3)ABSTRACT (4)第1章绪论 (1)设计概述 (1)设计背景 (1)设计意义 (2)IC卡技术的应用与发展 (2)系统设计目标及原则 (3)系统设计目标 (3)系统设计原则 (4)论文的组织结构 (4)第2章设计方案论证和系统结构 (5)方案论证 (5)系统结构 (6)第3章系统硬件设计 (7)单片机概述 (7)AT89S51单片机结构和原理 (7)监控模块 (9)概述 (9)MAX813L的结构及特点 (10)监控接口电路 (11)键盘输入模块 (12)液晶显示模块 (12)1602概述 (12)显示接口电路 (14)报警器驱动模块 (14)通信模块 (15)MAX232概述 (15)通信接口电路 (16)读写器接口模块 (17)Mifare 1型非接触式IC卡 (17)读写器芯片MF RC500 (19)接收天线 (20)MF RC500与A T89S51的接口电路 (22)第4章系统软件设计 (23)主程序及子程序 (25)结论 (32)参考文献 (33)摘要随着改革开放的深入发展和市场经济体制的不断完善，传统的人工收费方式已越来越不适应现代化管理的需要。
在电子技术和通信技术飞速发展的同时，公交系统与IC卡技术的融合也就成为当今社会发展的必然趋势。
这就使得公共交通自动收费的实现有了现实和技术上的可能性。
本文提出了一种采用无线射频技术，以快速、安全、稳定为性能指标的非接触式公交IC卡读写系统。
论述了基于AT89S51单片机和MF-RC500的系统组成，并详细的论述系统的工作机理以及相应的硬件设计和软件设计方案。
以STC11F32高速单片机为核心的非接触式灵活射频读卡器设计
以STC11F32高速单片机为核心的非接触式灵活射频读卡器设计引言无线射频识别技术（RFID）以其高度安全保密性、通信高速性、使用方便性、成本低等特点而得到快速的普及和推广，现已广泛地应用于各类门禁控制系统、公共交通支付系统、医疗保险系统、停车场管理系统、仓储管理、车辆防盗等方面，并带动了读写器和各类应用产品的开发和推广。
本文在分析射频识别系统组成和原理的基础上，提出了基于STC11F32高速单片机和MFRC500芯片的射频读写器设计方案；同时，在该读卡器上扩展了点阵图形液晶LCD和串行存储器W25X80，以及USB芯片CH340T 等外围设备。
LCD可以显示各种图形和汉字；串行存储器用来存储点阵字库、图形库等；USB芯片使得该读卡器省去了串口和电源供电端口，可以通过USB接口和PC管理软件通信。
该读卡器使用方便、成本低，电路运行稳定，可以应用到各种场合。
1 射频读写系统的构成和基本原理最基本的RFID系统由3部分组成：①电子标签（Tag，或称射频标签），由芯片及内置天线组成。
芯片内保存有一定格式的电子数据，作为待识别物品的标识性信息，是射频识别系统真正的数据载体。
内置天线用于和射频天线间进行通信。
②阅读器，读写电子标签信息的设备。
主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答；对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以供处理。
③天线，标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。
射频读写系统基本原理如下：读写器向卡片发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC 串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。
在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。
在这个电容的另一端接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。
当所积累的电荷达到2 V时，此电容可作为电源为其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或存取读写器的数据。
2 读卡器硬件设计STC11F32是宏晶科技公司生产的单时钟／机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、具有超强抗干扰能力的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，。
基于单片机的非接触式IC卡读写器设计
基于单片机的非接触式IC卡读写器设计-1 MIFARE1卡应用系统框图三个部分各自的作用如下：Mifare 1卡：存储数据。
TX500系列MIFARE卡读写模块：用卡需要卡工作所需的无线电波能量，并交流，实现密钥认证，读卡器，写卡等低级别的操作；同时，TX500显卡提供了高层次的接口，读取和写入后台计算机或主，封装读卡器的复杂性。
后台计算机（或主）：80C51单片机可以在PC或其他通过如串口或SPI TX500系列MIFARE 卡读写模块，其读取和写入的卡，你可以把购水，电等的控制通信写购买到该卡。
2.系统总体设计非接触式IC卡读写器的硬件系统，微控制器，数字显示管，非接触式IC卡读写模块，电源，由RS232串行通信模块的结构（见下图）。
非接触式IC卡读写器系统的硬件框图3.非接触式IC卡处理非接触式IC卡处理子程序流程图所有宏定义后，初始化所有模块，以使数字显示都为0，则在短暂延迟后，在8数码管显示9，在另一个延迟，该数字控制设置为0，则该呼叫Commu_test（）函数发现卡模式被定义为01，如果成功返回时，第一数字显示器是1，否则是0。
在短暂延迟后，呼叫Search_Card （CardNo）均发现卡，如果成功返回，第二数字显示器是1，否则是0。
继续通信命令发出口令认证，调用函数PSD_Verify（CardKey，CardNo），如果测试通过，以获得正确的返回指令，第三个是数字显示器，否则为0。
如果密码验证，刷卡，读出内部DATA0插卡- 16数据（参见IC卡132特性）的DATA15，使用4，5，6的数字显示器3的数据（最大数据只有256，否则会产生溢出），阅读器成功，第四数字显示为1，否则为0写卡操作（使用程序修改自阵列的定义中，修改内部数据数组可以实现写卡），成功地写入存储卡，和第五个是数字显示，否则是0，则该阅读器完成。
如果你写卡完毕后，再关闭该卡，关闭第六作为数字显示器的成功，否则为0呼叫Turnon_BELL（将0x55），Turnon_LED（将0x55）功能来控制蜂鸣器的状态和LED时，操作成功第七第八相应数字显示器为一，否则显示为0。
基于单片机的非接触式IC卡读卡器设计
基于单片机的非接触式IC卡读卡器设计随着社会的发展，IC卡已经被广泛应用于各个领域，无论是身份证、银行卡还是公交卡都使用了IC卡技术。
为了更好地读取IC卡信息，设计一款基于单片机的非接触式IC卡读卡器就变得必要了。
一、设计原理非接触式IC卡读卡器的最主要原理是利用电磁感应原理。
读卡器发射的高频电场能够让IC卡中的芯片感应到，芯片通过接收读卡器发射来的电能影响，对发射电磁波进行解码，最终完成读取卡片内部信息的功能。
二、硬件设计1. 电源设计IC卡读卡器的电源一般使用USB、DC接口等，需要给电路板上的电路提供稳定的电源。
如果不稳定，就可能会导致IC卡读卡器读卡不稳定或者直接无法读卡。
因此，在设计IC卡读卡器时，必须考虑电源的设计。
2. 读卡器的天线设计IC卡读卡器的天线设计是决定IC卡读卡成功率的关键。
因为天线的设计不同，对IC卡定位的精度就会有所差异。
由于IC 卡芯片内部的天线半径只有几毫米，所以，为了确保IC卡和读卡器之间的距离和位置，所以要选择合适的天线方案。
3. 芯片选型单片机芯片是实现IC卡读卡器功能的核心部件。
芯片选型应考虑集成度高、功耗低、性能稳定等要素。
因为读卡器的功耗不应该太高，考虑长时间使用的情况下，避免发热。
4. PCB板设计在 PCB 板设计方面，IC卡读卡器需要怎么设计呢？从板的设计角度看，应该确保整个器件在小空间内正常运作并且保证稳定可靠。
还需要注意到防止电磁干扰，采用防护措施，采用屏蔽以保证读卡器不受外界噪音干扰。
三、软件设计1. 判断卡片是否在感应区内判断IC卡是否在感应区内，基本思路是判断卡片强度是否符合读卡器的读取强度，从而判断卡片是否在感应区内。
2. 读卡器发起命令读卡器与IC卡通信的时候，需要通过发起命令来读卡。
发起命令的方式一般通过SPI或UART等通信协议来实现。
3. 解码IC卡反馈的信息根据IC卡反馈的信息，读取卡内数据存储，从而可以实现卡内信息的读取。
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基于单片机与RFID的非接触式读卡器软件设计目 录一、背景……………………………………………………………………………………2二、方案及元器件选择 (3)三、系统硬件设计 (3)3.1 系统工作概述 (3)3.2 MF RC500的特点 (4)3.3 MF RCS00的功能 (5)3.4 MF RC500管脚描述 (6)3.5系统天线设计 (8)四、系统软件设计 (10)4.1系统的工作方式 (10)4.2 单片机软件设计 (12)4.3 MF RC500编程方法 (15)五、结束语 (17)单片机与RFID的非接触式读卡器软件设计关键词: 物联网 51单片机射频读卡器 MF RC500 89c51导读: 物联网最广泛的一大应用就是射频读卡器,51单片机也因其应用广泛,成本低廉等特点广泛应用于各种终端.本文介绍了基于Philips公司MF RC500型读卡器和atmel公司AT89C51型单片机的RFID阅读器的低成本软硬件设计。
一、背景随着中国物联网热的兴起,人们对物联网的兴趣也极大的增加,各种对物联网应用的研究也逐步展开.所谓“物联网”（Internet of Things），指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。
其目的，是让任何物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。
物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的.其中非常重要且应用得最为广泛的的是RFID技术。
RFlD是射频识别技术(Radio Frequency denti-fieation)的英文缩写，又称电子标签，是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
RFID具备自动识别的能力，而且能够应用到任何物体上. RFlD又可分为接触式与非接触式两种. 非接触式刷卡方便,安全性能高.故其应用越来越广泛.射频识别技术具有很多突出的优点：第一，安全性高．适合于高安全性的终端。
数据安全方面除电子标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理。
读写器与标签之间存在相互认证的过程．可实现安全通信和存储，读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口，可保证其自身的安全性：第二．可同时识别多个电子标签；第三，无机械磨损．寿命长．并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境；第四，非接触操作，完成识别工作时无需人工干预．应用便利。
正是因为具有这些优点，使RFID的应用在近年来如火如荼。
为了使复杂的RFID系统简化．笔者设计了基于单片机与MF RC500型读卡器的低成本无源RFID系统。
系统外部接口为串口，使得包括PC在内的有串口的设备可以方便地与它相连．对RFID的推广有重要意义。
二、方案及元器件选择本次读卡器的RFID芯片上我选择了Philip公司的mifare技术及其芯片MF RC500, 它目前占据世界非接触式IC卡市场80%的份额,具有方案成熟,价资料全面的优点格低廉,.随着半导体技术的进步,单片机成为功能越来越强的片上系统SOC,正向小型化,低功耗及模数混合的方向发展,使其在通用小型化系统中成为处理器的首选.而51系列单片机更是其中最为典型,应用最为广泛,最稳定的一系列产品.因此,在本次非接触式IC读卡器的设计上我选择了atmel公司生产的89c51单片机.它是一种带4k字节可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器。
它结构稳定,技术成熟,资料全面,价格低廉.89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
89c51系列单片机与MF RC500的组合已有许多成熟的方案,资料众多,便于实现三、系统硬件设计3.1 系统工作概述非接触式卡读IC卡器硬件电路包括以下部分:控制器,mifare读写芯片,天线匹配电路,天线,RS232通信电路,分为电路,电源电路,LED状态显示和蜂鸣器驱动电路等RFID标签由耦合元件及电路组成，其发射电波及内部处理器运行所需能量均来自阅读器产生的电磁波。
无源标签接收到阅读器发出的电磁波信号后．将部分电磁能量转化为供自己工作的能量。
每个电子标签具有全球惟一的识别号(ID)，无法修改、无法仿造，保证了安全性。
电子标签中保存有约定格式的电子数据。
天线在标签和阅读器间传递射频信号．即标签的数据信息。
RFID阅读器是读取(或写入)电子标签信息的设备。
阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据．能自动识别物体。
阅读器通过网口与计算机相连．将读取的标签信息传送到计算机上．进行下一步处理。
3．2 MF RC500的特点Philips公司的MF RC500型读卡器是应用于13．56 MHz非接触式通信的高集成读卡IC系列中的一员。
该读卡IC系列利用先进的调制和解调概念．完全集成了在13．56 MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。
MF RC500支持IS014443A所有的层．内部的发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动近操作距离的天线(可达100 mm)：接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于IS014443兼容的应答器信号；数字部分处理IS014443A帧和错误检测(奇偶&CRC)。
此外，它还支持快速CRYPTOI加密算法，用于验证Mifare系列产品。
方便地并行接口可直接连接到任何8位微处理器．给阅读器的设计提供了极大的灵活性。
MF RC500可方便的用于各种基于ISO／IEC 14443A标准并且要求低成本、小尺寸、高性能以及单电源的非接触式通信的应用场合。
3．3 MF RCS00的功能MF RC500的功能框图如图2所示。
图2. MF RC 功能框图由图2可知．。
MF RC500内部包括并行微控制器接口、双向。
FIFO 缓冲区、中断、数据处理单元、状态控制单元、安全和密码控制单元、模拟电路接口及天线接口。
MF RC500的外部接口包括数据总线、地址总线、控制总线(包含读写信号和中断等)和电源等。
MF RC500的并行微控制器接口自动检测连接的8位并行接口的类型。
它包含一个易用的双向FIFO缓冲区和一个可配置的中断输出，为连接各种MCU提供了很大的灵活性。
即使采用成本非常低的器件也能满足高速非接触式通信的要求。
数据处理部分执行数据的并行一串行转换。
支持的帧包括CRC和奇偶校验。
MF RC500以完全透明的模式进行操作．因而支持IS014443A的所有层。
状态和控制部分允许对器件进行配置以适应环境的影响，并将性能调节到最佳状态。
当与Mifare Standard和Mifare 通信时，使用高速CRYPTOI流密码单元和一个可靠的非易失性密匙存储器。
模拟电路包含一个具有阻抗非常低的桥驱动器输出的发送部分。
这使得最大操作距离可达100 mm。
接收器可以检测到并解码非常弱的应答信号。
根据RFID原理和MF RC500的特性，可设计基于AT89C51和MF RC500的REID阅读器系统，其结构框图如图3所示。
系统主要由AT89C51、MF RC500、时钟电路、看门狗、MAX232和矩阵键盘等组成。
系统的工作方式是先由。
MCU控制MF RC500驱动天线对Mifare卡也就是对应答器(PICC)进行读写操作，然后与PC通信，把数据传给上位机。
主控电路采用AT89C51，因为AT89C51的开发简单、快捷．运行稳定。
采用ATMEL的AT24C256型．12C总线EEPROM存储系统的数据。
为了防止系统“死机”.使用MAX813作为看门狗来实现系统上电复位、按键的热重启及电压检测等。
与上位机的通信采用RS一232方式，整个系统由9V电源供电．再由稳压模块7805稳压成5V的电源。
MF RC500和单片机AT89C51都是采用标准TTL电平，不需电平转换。
单片机AT89C51与PC串口电平不匹配．使用MAX232型电平转换器进行电平转换。
3.4 MF RC500管脚描述注：I为输入，O为输出，PWR为电源系统硬件设计中的关键接口部分连接如下：MF RC500的ADO—AD7(脚13一脚20)为带施密特触发器的双向数据和地址复用总线，接单片机AT89C51的ADO—AD7(脚39一脚32)。
MF RC500的NWPdRNW(脚10)为带施密特触发器的写禁止／只读信号，接单片机的写信号WR(脚16)。
MF RC500的NRD／NDS(脚11)为带施密特触发器的读禁止，数据选通禁止信号，接单片机的读信号RD(脚17)。
MF RC500的NCS(脚19)为带施密特触发器的片选禁止信号．接单片机的I／O口线P2．7(脚28)。
MF RC500的ALE(脚21)为带施密特触发器的地址锁存使能信号,接单片机的地址锁存信号(脚30)。
MF RC500的IRQ(脚2)为带施密特触发器的中断请求信号，接单片机的中断0(脚12)。
3.5系统天线设计MF RC500的非接触式天线接口使用4个引脚。
为了驱动天线。
MF RC500通过TXl和TX2提供13．56 MHz的能量载波。
根据寄存器的设定对发送数据进行调制来得到发送的信号。
S50卡采用RF场的负载调制进行响应。
天线拾取的信号经过天线匹配电路送到RX 脚。
MF RC500的内部接收器对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理．然后数据发送到并行接口．由微控制器进行读取。
MF RC500对驱动部分使用单独电源供电。
一般的天线设计要达到如下要求：1)使天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量；2)功率匹配．以最大程度地利用产生磁通量的可用能量；3)足够的带宽．以便无失真地传送用数据调制的载波信号。
天线是有一定负载阻抗的谐振回路．阅读器又具有一定的源阻抗。
为了获得最佳性能，必须通过无源的匹配回路将线圈阻抗转换为源阻抗。
然后，通过同轴线缆即可无损失且无辐射地将功率从读写器末级传送到匹配电路。
为了节约成本和减小系统体积．本系统采用PCB板天线设计。
品质因数Q是一个很重要的参数．用于电感耦合式射频识别系统的天线，其特征值就是它的谐振频率和品质因数。
较高的品质因数值会增加天线线圈中的电流强度，由此改善对RFID卡的功率传送。
与之相反，天线的传输带宽刚好与品质因数值成反比例变化，选择的品质因数过高会导致带宽缩小。