毕业设计（论文）基于ZLG500B读卡模块的非接触式智能IC系统

1、毕业设计论文 基于zlg500b读卡模块的非接触式ic系统毕 业 设 计 论 文基于zlg500b读卡模块的非接触式智能ic系统指导老师姓名： 专 业 名 称：班 级 学 号： 论文提交日期： 论文答辩日期：2008年 月 日摘要zlg500b是一个简单的串行读写模块。它可以读写mifare无线智能卡，在这个器件中包括了一个pcb天线，提供了一个uart接口（cmos电平），可受控于主机的微处理器zlg500b读卡模块是基于13.56mhz频率的系列读卡模块，它符合iso14443标准，可支持mifare1 s50/s70、mifare0 ultralight、mifare pro、mifar

2、e desfire，它采用超小型、超大规模集成电路封装，具有易用、可靠、多样和体积小等特点，可帮助您方便、快捷地将当今最流行的非接触式ic卡技术融入系统中，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；关键词：串行，集成电路，非接触式，模块，高集成度zlg500b is simply a serial reading modules. it can be read in the card, mifare wireles

3、s devices include a pcb antenna, provides a uart interface (cmos level)and it can be controlled by the host of microprocessors.based on the module is read card zlg500b 13.56 mhz frequency card series, which conform to the standards of modules, support iso14443 mifare1 s50 / s70 mifare0 ultralight mi

4、fare, and pro desfire, it adopts mifare, ting, vlsi encapsulation, easy and reliable, variety and characteristics of small volume, convenient, quick to help you to todays most popular contactless ic card into the system, the four layers, double-sided pcb design process, emc table posted excellent pe

5、rformance, adopt high integration philips card chip mfrc500, with control and controllable buzzer signal outputs. literacy mfrc500 eeprom within, provide c51 function library for secondary development, according to the requirements of users can customize their own module,keywords: series ， integrate

6、d circuit ，non-contact，module，high integration density目录1、 绪论2、 总体设计方案3、 硬件部分设计4、 软件部分设计5、 调试 总结11一、绪论 射频卡又叫非接触式ic卡， 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，使之一经问世， 便立即引起广泛的关注，并以惊人的速度得到推广应用。非接触式ic卡由ic芯片， 感应天线组成， 并完全密封在一个标准pvc卡片中， 无外露部

7、分。非接触式ic卡的读写过程， 通常由非接触型ic卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。非接触型ic卡本身是无源体， 当读写器对卡进行读写操作时， 读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后， 与其本身的l/c产生谐振， 产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、存储等， 并返回给读写器。由非接触式ic卡所形成的读写系统， 无论是硬件结构， 还是操作过程都得到了很大的简化， 同时借助于先进的管理软件，可脱机的操作方式， 都使数据读写过程更为简单。二、总体设计方案我们通过串行口将8051单片机与zlg500b读卡模块进行通信。

8、可以进行ic卡的内容读取，也可以通过人机界面进行修改，并通过液晶显示器显示出来。zlg500b与80c51连接三、硬件部分设计3.1 zlg500b zlg500b是一个简单的串行读写模块。它可以读写mifare无线智能卡，在这个器件中包括了一个pcb天线，提供了一个uart接口（cmos电平），可受控于主机的微处理器zlg500b读卡模块是基于13.56mhz频率的系列读卡模块，它符合iso14443标准，可支持mifare1 s50/s70、mifare0 ultralight、mifare pro、mifare desfire，它采用超小型、超大规模集成电路封装，具有易用、可靠、多样和体

9、积小等特点，可帮助您方便、快捷地将当今最流行的非接触式ic卡技术融入系统中，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3.1.2 zlg500b 天线一体化模块实物图j2j13.1.2电气特性符号参数最小典型最大单位tstr环境或储存温度范围-40+150top工作温度范围-25+25+85vcc工作电压范围4.555.5vicc1电流消耗，config成功后75maicc2电流消耗，close成功后7ma3.1.3

10、引脚描述如图所示，j1为与天线的接口，j2为与mcu 的接口，如下二表显示：天线接口表管脚符号描述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cmos/ttl串行接口表管脚类型符号描述j2-1ctrl输出控制线输出j2-2bz输出蜂鸣器信号输出，平时为高，输出方波或低电平有效j2-3con485输出rs485控制，平时为低，txd发送为高j2-4vccpwr电源正端j2-5rst复位模块复位端若模块名后缀不带g，高电平有效若模块名后缀带g，低电平有效或该脚悬空j2-6gndpwr电源负段j2-7rxd输入uart接收端j2

11、-8txd输出uart发送端rs232电平串行接口表管脚符号描述j4-1vcc加+5v电压j4-2rxd232接口接送端j4-3txd232接口发送端j4-4gnd地hd61202及其兼容控制驱动器的引脚功能如下；引脚符号状态引脚名称功能cs1,cs2,cs3输入芯片片选端cs1和cs2低电平选通，cs3高电平选通e输入读写使能信号在e下降沿，数据被锁存（写）入hd61202及其兼容控制驱动器；在e高电平期间，数据被读入d/i输入数据、指令选择信号d/i=1为数据操作，d/i=0为写指令或读状态r/w输入读写选择信号r/w=1为读选通r/w=0为写选通db0db7三态数据总线rst输入复位信号

12、复位信号有效时，关闭液晶显示，使显示起始行为0。rst可跟mpu相连，由mpu控制；也可直接接vcc，使之不起作用。hd61202 端口信号波形：hd61202及其兼容控制驱动器的指令：1、显示开/关指令当db0=1时，lcd显示ram中内容：db0=0时，关闭显示。2、显示起始行row设置指令该指令设置了对液晶屏嘴上一行的显示ram的行号，有规律地改变显示起始行，可以使lcd实现显示滚屏的效果。3、读状态指令该指令用来查询hd61202及其兼容控制驱动器的状态，各参量含义：busy： 1内部在工作 0正常状态on/off： 1显示关闭 0显示打开rest： 1复位状态 0正常状态在busy和

13、rest状态时，除读状态指令外，其它指令均不对hd61202及其兼容控制驱动器产生作用。在对hd61202及其兼容控制驱动器操作之前要查询busy状态，以确定是否可以对hd61202及其兼容控制驱动器进行操作。4、写数据指令6、 读数据指令读、写数据指令没执行完一次读、写操作，列地址就自动增一。进行读操作之前，必须有一次空读操作，紧接着再读才会读出所要读的单元的数据。四、软件部分设计4.1 zlg500b读卡模块数据传输协议zlg500b是一个简单的串行读写模块，它可以读写mifare无线智能卡。在这个器件中包括了一个pcb天线，提供了一个uart接口，可受控于主机微处理器。4.1.1自动波特

14、率探测 uart接口一帧的数据格式为1个起始位，8个数据位、无奇偶校验位、一个停止位，自动波特率探测，zlg500b上电后，将rc500内eeprom中地址为0x7f单元的内容输出，取其低3位来初始化自己的波特率。在接收主机发出的stx的同时，测量波特率，若一致，则继续通信；若不一致，则修改自己的波特率与主机一致，存入0x7f单元，准备接收下一个stx。 zlg500b支持的波特率有：2400、4800、9600、19200、28800和57600，波特率与rc500内的eeprom中0x7f单元3位值的对应关系为：波特率（bps）0x7f24000x0048000x0196000x02192

15、000x03288000x04576000x054.1.2控制字符定义描述定义值开始符stx0x20终止符etx0x03应答ack0x06无应答nak0x154.1.3协议描述通信必须先由主机发送命令和数据给zlg500b，zlg500b执行命令完毕后，将命令执行的状态和响应数据发回主机。开始通信前，收发双方必须处于就绪状态，首先主机发出stx，然后等待zlg500b的响应ack，若在10ms内为检测到此响应，或收到nak，则再次发送stx，如此反复3次，若3次均为收到正确应答ack，则退出本次传输，将错误代码返回给主程序，由主程序进行错误处理，若主机收到zlg500b正确响应ack，则可将数

16、据快发送出去，最后发送一个终止符etx结束本次发送。主机发送格式：主机数据传送方向zlg500b说明stx主机在10ms内未收到ack或收到nak，应至少再重发stx一次：主机收到ack后，必须再50ms内发送数据，且发送两个字节的时间间隔必须少于10ms。ackdata+etx然后主机等待zlg500b发回的状态和响应数据。若在300ms内未检测到响应，则退出本次传输，且向主程序报告错误代码，zlg500b发送格式：zlg500b数据传送方向主机说明stxzlg500b在50ms内未收到ack，不重发stxackdata+etx4.2数据块模式4.2.1主机zlg500b（命令模式）seqn

17、r: 1 byte 数据交换包的序号command: 1 byte 命令字符len: 1 byte 数据的长度data: len byte 数据字节bcc: 1 byte的bcc校验4.2.2zlg500b主机（响应模式）seqnr: 1 byte 数据交换包的序号status: 1 byte 状态字符len: 1 byte 数据的长度data: len byte 数据字节bcc: 1 byte的bcc校验4.2.3数据块格式描述 数据交换包的序号由主机发送数据块时产生，取值范围未0-255.在经过一次正确的数据交换后，主机在发送下一个命令时，将数据包的序号加上1。msr返回最近接收的包序号。

18、通常主机应用程序最好检查命令/响应包交换时的数据包的序号。 不管在执行命令时出现任何错误，响应包中的数据长度为0（len=0）. bcc校验码计算数据块中所有的inf0字节。然后将结果传送到数据块的最后一个字节，如下式所示：infon=bcc= info0info1. infon-1 .xor、not 五、调试5.115.12在调试过程中遇到过以下几个问题的解决办法六、总结致谢时间过的很快，还有一些原来向做的扩展功能没能实现，但目前，在设计的过程中我么走了不少的弯路，也遇到了很多问题，还好得到了刘老师的耐心指导，才能够被我们一一解决，终于完成了这次设计。这使我们从中学到了很多知识，实际动手去做课题，遇到了实际操作的难题还真是光学理论知识所无法想象得到的。经过本次设计我们对读写系统技术和电子产品设计有了一点深刻的认识，做的不好的地方希望刘老师见谅。通过本次课程设计，让我对电子产品设计与调试，特别是软件部分的设计有了跟深入的理解。在设计过程的开始，由于没有对其做深入的思考认为设计相当的简单，但在后来的调试和思考过程中发现了好多问题。于是重新对设计进行思考，另外，在设计结束后，我也对程序进行了认真的思考。我认为我们所修改的程序还有许多地方需要改进 ，但由于时间和能力上原因，未能让这次做的非接触式读写系统功能 为此我也感到很遗憾。不过有了这次设