考勤管理信息记录器设计.pdf

第 2 5 卷第 4 期 2 0 O 5年 8月 杭 州 电 子 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f H a n o u D i a n z i U n iv e r s it y V0 2 5 N o 4 Au g 2 0 0 5 考勤管理信息记录器设计 邱晓军 管力明 杭 州电子科技 大学信息工程 学院 浙江 杭 州 3 1 0 0 1 8 摘 要 该文介绍利 用碰触式 I c卡 i B u t t o n 存储 器的考勤管理 系统 系统包括 由 P C机 构成 的上位 机系统和由P I C 1 6 C 6 5 单片机构成的下位机系统 即考勤管理信息记录器 该文主要介绍了下位机 系统的硬件构成和工作原理 关 键词 碰触式 考勤管理 记 录器 中图分 类号 T P 3 l 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 l 一9 1 4 6 2 0 0 5 0 4 0 0 2 2 04 0 引 言 目前许多单位考勤系统仍采用 I C卡识别技术 用单片机进行管理 而 i B u t t o n存储器是美国 D a l l a s 公司生产的 自动识别芯片 也称 T M卡 与传统的磁卡 I C卡相 比 i B u t t o n采用不锈钢封装 只有一条数 据线和一条地线 读写装置简单 通过一线 协议 能够完成命令 和数据 的传送 可靠性高 并具有联 网功 能 因此十分适合于学校 企业 公司 机关等部门的人员考勤管理 1 系统 功能及组成 1 系统功能 在考勤地点 由便于携带的信息识别记录器 下 位机系统 完成对人员的 T M卡的身 份号 I D号记录 即记录人员 的考勤信息 同时进行信息处理 并统计显示该人员的累计出勤次数 若 当天一张卡被读两次 则报警 在规定的时间后 如 1 个月 将信息记录器与 P C机 上位机 系统 联接 将记录器的数据信息传递给 P C机 由 P c机完成人 员考勤信息的统计 分析 报表 同时 利用 信息记 录器的读卡功能 信息记录器还能与 P C机联机完成发卡功能和报失注销功能 2 系统组成 基于系统功能要求 通过对上位机和下位机的资源配置 从有利于提高运行效率 以 及避免错误操作和操作方便等各个方面进行了综合考虑 对上位机和下位机的工作任务进行合理分工 使上位机和下位机均能很好的工作 系统的结构简图如图 l 所示 T M 座卜 P l 6 C 6 5 单片机系统 卜 一一 l 卜 位机 系统 P c 图 1 考 勤管理 系统 结构 简 图 下位机系统完成出勤统计工作 即实现读卡功能 另外能与上位机 系统一起完成设置初始卡号 分 配卡号 周期清零和学期清零等功能 到一定时间将统计结果传递给上位机 这样可以使下位机系统单 独工作 即脱机工作方式 既可减少数据 的传递量 降低 出错率 同时携带轻便的下位机系统也非常方 便 上位机系统则完成出勤情况查询 报表打印 出勤次数是否合格 T M卡丢失处理等功能 为此要从 下位机系统读取卡号 出勤记录等数据 另外需将数据进行保存 将不需经常用到或需要保密的功能放 到上位机系统如周期清零 月度清零 出勤情况检查 功能等 这样只需通过上位机系统给下位机系统发 收稿 日期 2 0 0 4 1 0 1 0 作者简介 邱晓军 1 9 5 6 一 男 浙江台州人 实验师 电子线路与系统 维普资讯 第 4 期 邱晓军等 考勤管理信息记录器设计 2 3 送命令既可 从 而简化 了下位机系统的设计 特别是硬件设计 降低 了成本 同时也避免 了错误操作 如 误按清零 初始卡号等操作 出勤情况检查功能和打印功能等放 在上位机系统来实现 可以充分利用 计算机的硬件和软件资源 上位机系统和下位机系统之间能够通讯 以便更好地完成系统的功能 综合利用各种资源 本文主 要介绍作为下位机系统的考勤信息识别记录器 2 识 别记 录器 的硬件 系统设计 识别记录器是以 P I C 1 6 C 6 5 单片机为控制核心 的控制系统 下位机的系统结构示意图如图 2 所示 主要包括读卡模块 存储模块 电源模块 通讯模块 人机接 口模块等组成 1 读卡模块 读卡模块主要完成对 T M卡信息 的读入 本 系统 中采用的 T M卡是 D A L L A S公 司的 D S 1 9 9 0 A D S I 9 9 0 A其 内部只有一个 6 4位 的 I D号 包括 8位 C R C校验码 4 8位 序列号和 8位分类号 由于 T M卡将数据线 控制线 电源线 和地址线集 中 在单根数据线 上而且通讯是在碰触 的瞬间完成 的 为了保证数据传递 的可靠性 避免 出现数据冲突和 错误 T M卡采取 了一 套独特而严密 的通讯协议 有 关协议 的详细说明请参见文献 1 在此仅讨论关键的 几个 方 面 图 2下位机 系统 结构示 意 图 1 器件 的唯一性 每一个 T M卡都有唯一 的 6 4位序号 出厂时 由厂家光刻好 存在 T M卡的 R O M 中 只能读取 不能修 改 从而保证不会有两个器件的 R O M序号完全相 同 主机可以在多站单线总线系 统上根据序号寻址某个特定器件而不会出现混乱 2 严格的 C R C校验 卡数据传送都可以采用打包的形式 每个包尾都有 C R C校验字节 使得主 机只要校验 C R C就可确定读取的数据是否正确 而不需要通过重复读取然后再 比较 的方式来判别数据 的正确性 3 传送速度高 卡的正常数据传送速度为 1 6 3 k b i t s 对于一些大容量的 卡 还具备超速传 送功能 超速传送速度高达 1 4 2 k b i t s T M卡 的读写是采用的单线总线协议 单线总线是一种 由单总线 主机系统 和一个或多个从机组成 的系统 在任何情 况下 卡都是从机 总线主机一般是单片机 在访 问 卡时 主控制器件首先发 出一个低电平作 为同步信号 在接到 T M卡的应答信号后 再 向 T M卡发出命令 对 D S 1 9 9 0 A的命令 只 有读命令 3 3 H或 0 F H 和查找命令 F O H 两条 根据定义 单线总线只是一条线 而总线上的每一个器件在适 当的时候又都要能被驱动 为了达到 这个 目的 单线上的每个器件都必须有一个开漏极或三态输出 D S 1 9 9 0 A就是一个开漏极器件 其 内部 等效 电路 图如图 3所示 总线主机可 以与之相 同的 如果没有双相管脚 也可以将单独的输入和输 出管 脚接在一起 总线主机在总线靠主机端加一个上拉 电阻 总线 主机线路如图 4所示 对于线较短的场合 上拉电阻大约为 5 k i 2 多站总线就是一个单线总线上连有多个从机 单线总线的数据传送速率最大可达 到 1 6 3 k b i t s 2 存储模块 存 储模 块 主要 用于 下位 机 考勤 信 息 的储存 要 求掉 电后 数 据不 能 丢失 由于 E 2 P R O M芯片 的刷新次数有限制 同时读写速度不高 本系统采用的 R A M芯片 6 2 2 5 6 同时配置掉 电保 护电路 在存储器内 每个人员记录用 1 1 个字节 其中 8 个字节存放 T M卡的 I D号 1 个字节存放该人 员出勤累计次数 2个字节记录该人员的考勤信息 每只下位机可供 2 0 0 0个人使用 考勤信息统计周 期定为 4周 所以其内存需求量为 1 1 2 0 0 0 2 2 0 0 0字 节 采用容量为 3 2 K的 R A M6 2 2 5 6可 以满足要 求 维普资讯 2 4 杭 州 电 子 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5年 J r 源 图 3 D S 1 9 9 0 A线路 图 图 4 总线主机 线路 图 3 电源模块 下位机要求携带方便 所以采用电池供 电 为保证 电路工作的可靠性 本设计采用 了 M A X 7 5 6升压 电路 M A X 7 5 6是一种新型限流步升 D c D c转换器 它借助于最佳 的高效率 低静态 电流和超低停机电流组合 延长电池寿命 其静态电流为 6 0 v A 对于 1 0 m A 3 0 0 m A的负载 其效率超过 8 5 启动电压低至 1 8 V 工作电压可降至 1 1 V 在 5 V输出时保证输出 电流 2 0 0 mA 同时 由于存储 器采用的是 R A M 所 以需要掉电保护的备用电源 即主电源关闭后 由 1 只纽扣电池给 6 2 2 5 6供 电 掉 电检测切换电路采用 MX D1 2 1 0芯片电路 4 人机接 口模块 下位机有两只按键 若开机时先按其中任何一个按键 再开电源时 进入通讯功 能 在脱机工作时 一个按键负责查找考勤 13 期 考勤 13期在按键按下后可循环 由另一个键确定 考勤 13期 由 2位组成 一位表示周数 另一位表示星期 如 2 3表示第二周 的星期三 显示部分 由 2位数码管 组成 用来在被考勤人员读卡时显示其累计 出勤次数和考勤 13期 另外 系统还配置了蜂呜器 当同一张 卡在 1 天内读卡两次 则蜂呜器报警 5 通讯模块 采用 R S 2 3 2串行接 口和 8 0 3 1 单片机进行通信 由于计算机 串行通信接 口和单 片机 的驱动电平不一 致 故采用 M A XI M3 2 2 3 实现电平转换 上位机 P c 与单片机 之间采用 R S 2 3 2串行通信标准 以查询的 方式进行通信 通信设置波特率为 9 6 0 0 b i t s 无奇偶校验位 8位数据位 1 位停止位 使用通信控件 M s C o m m发送数据 数据传递采用事件驱动的通信方式 3 软件设计 识别系统的软件主要包括读卡功能 与上位机系统的通讯功能 考勤信息处理功能 报警功能等 限 于篇幅 这里给出系统主程序 的流程图 如 图 5 所示 4 结束语 T M卡作为 I C卡的一个重要品种 有其独特 的优势 已越来越受到人们 的重视 考勤信息管理系统 中的信息识别记录器 以 T M卡作为被考勤人员身份的标识 采用高性价比的单片机 P I C 1 6 C 6 5 作为其核 心芯片 有着广泛的推广前景 参考文献 1 深圳兆凯电子有限公司 T M卡技术手册 R 深圳 深圳兆凯电子有限公司 1 9 9 7 2 武锋 P I C单片机的开发应用技术 M 北京 北京航空航天大学出版社 1 9 9 8 3 5 8 6 3 李东星 P I C 1 6 C X X系列单片机应用设计 M 北京 高奇电子科技有限公司 1 9 9 6 4 徐惠民 单片微型计算机原理 接口 应用 M 北京 北京邮电学院出版社 1 9 9 0 1 5 2 1 7 6 5 何立民 单片机高级教程 M 北京 北京航空航天大学出版社 2 0 0 0 1 1 5 1 8 2 维普资讯 第 4期 邱晓军等 考勤管理信息记录器设计 图 5 系统 软件 流程 图 De s i g n o f I n f o r ma t i o n Re c o r d e r f o r Ti me Cl o c k M a n a g e m e n t QI U X i a o j u n GUA N L i mi n g Ab s t r a c t T h i s p a p e r a n aly z e s t h e t i me c l o c k ma n a g e me n t s y s t e m w i t h the t o u c h e d I C c a I 1 c a r d Th e s y s t e rn i s c o mp o s e d o f tn v o p a r t s P C s y s t e m a n d mi c r och i p s y s t e m T h i s p a pe r d e a l s wi th the d e s i g n an d d e b u g f o r the s o f t wa r e o f the mi c roc h i p s y s t e m ma i nl y An d the f u n c t i