非接触式ic卡停车场收费系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)

非接触式ic卡停车场收费系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

总线 ， 、 、 三根线为 LCD 的读写控制线 与 使能 端。 、 为存贮器的两根总线，主要用于数据的读取与存贮。 P1 口为矩阵键盘列线与行线的接口，实现 44 键盘，完成相关的工能操作。 、 口接串行端口，分别作串行数据的接收端和发送端。 XTAL1 和 XTAL2 口接外部晶体振荡器，保证单片机内部各部分有序的工作。 RST 与 Vss 之间连接一个下拉电阻，与 Vcc之间连接一个电容，目的是 为了 保证可靠的复位。 键盘电路的设计 这里采用的是矩阵键盘 ， 如图 32 所示 ： 图 32 矩阵键盘实物图 矩阵键盘的实现可采用中断的办法，也可以采用查询的方法。 44 的意思即为： 4根列线， 4 根行线，列线通上拉电阻接到电源上，因此 若 无按键按下时，各列线均为高电平。 当行线分别输出低电平时，有 按键 按下，相应的列线上会出现低电平。 根据此原理， CPU 对整个键盘进行扫描， 即 CPU 不断轮流对行线置低电 平，再检查列线输入状态，确定按键情况。 键盘 电路如图 33 所示： S1S2S3S4S5S6S7S8S9S 1 0S 1 1S 1 2S 1 3S 1 4S 1 5S 1 6P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P14P15P16P17 图 33 矩阵键盘图 毕业设计 (论文 ) 9 键盘接口电路用 P1 口接成 44 结构，共 16 个键。 功能键有查询和通信两种。 由于读写器的存储量有限，因此读写器每售卡一段时间，应将读写器中的数据通过 RS232串行接口与 PC 机通信， 用以 回放和清空读写器中的数据。 数据回放到 PC 机中后，通过分析处理， 便于 停车场工作人员及时掌握情况。 显示电路的设计 本设计显示电路采用 1602液晶显示模块芯片。 该芯片可显示 162个字符，比以前的七段数码管 LED显示器在显示字符的数量上要多得 多。 另外，由于 l602芯片编程比较简单，界面直观，因此更加易于使用者操作和观测。 下面介绍 1602及其使用。 1602采用标准的 16脚接口，如表 31所示。 其中 VDD接 5V正电源， VSS为地电源，VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生 “ 鬼影 ” ，使用时可以通过一个 10K的电位器调整对比度。 RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS和 RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地 址，当 RS为低电平 RW为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 RW为低电平时可以写入数据。 D0D7为 8位双向数据线。 E端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 表 31 LCD1602 引脚说明表 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 电源正极 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶显示偏压信号 11 D4 Data I/O 4 RS 数据 /命令选择端 12 D5 Data I/O 5 R/W 读 /写选择端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信号 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正极 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源负极 本设计电路如图 34 所示，有八根数据线与单片机的 P0 口相连。 毕业设计 (论文 ) 10 12345678910111213141516J11 6 0 2W11 0 KV C CV C CP 0 7P 0 6P 0 5P 0 4P 0 3P 0 2P 0 1P 0 0P 1 0P 1 1P 1 2 图 34 LCD1602 电路连接图 存储器电路的设计 在此读写系统中，单片机必须扩展片外 E178。 PROM用来存储关键信息。 工程上常用的E178。 PROM的 28系列的芯片具有编程简单、使用方便的特点，但是在此读写系统中其容量比实 际要求的要大，若选用此系列的芯片不但能浪费绝大部分的存储单元，而且占用外部的存储空间，增加了译码线路，并且增加了线路板的面积。 因此，本系统选用美国Microchip公司生产的 AT24C02芯片，不但能最大限度地利用其容量，且不用地址译码，不占用外存空间。 该芯片存储容量为 256字节，采用低功耗 CMOS工艺制造，可以在无电源状态下长期可靠存储系统内重要数据，工作寿命可达 106次。 该芯片还采用 I2C串行总线协议与单片机通信，在软件操作时，就得用 I2C总线方式进行读写。 I2C总线是由 PHILIPS公司发明的一种高 性能芯片间串行同步传输总线。 与SPI、 MicroWire接口不同，它仅仅需要两根信号线（串行数据线 SDA和串行时钟线 SCL），就实现了完善的双工同步数据传送，能够极其方便地构成多机系统和外围器件扩展系统。 I2C总线采用了器件地址的硬件设置方法，通过软件寻址完全避免了器件的片选线寻址端，从而使硬件系统具有更简单、更灵活的扩展方法。 当 IC卡插入系统时，卡内的关键数据将存储在 AT24C02芯片中，从而实现了重要数据的备份，提高了读写器的可靠性与稳定性。 AT24C02芯片还具有体积小巧的特点，并毕业设计 (论文 ) 11 且采用特殊的工作时 序，绝不会误写成功，具有高度的可靠性。 如图 35所示为 AT24C02的管脚图。 图 35 AT24C02 管脚图  SCL：串行时钟输入线。 数据发送或接收的时钟从该引脚输入。  SDA：串行数据 /地址线。 用于传送地址和发送与接收数据，为双向传输。  A0、 A A2：器件地址输入端。  WP：写保护端。 WP=1 为写保护，只能 读出不能写入， WP=0 时器件允许进行正常的读写操作。 存储器 连接电路如图 36： A01A12A23V S S4S D A5S C L6WP7V D D8I C 2A T 2 4C 0 2P 36P 15 图 36 存储器电路图 串行通信接口电路的设计 本设计采用 RS232 标准来实现读卡器和上位机之间的通信，能实现 RS232 通信协议的芯片很多，其中 MAXIM 公司生产的 MAX232 是一款比较优良的 RS232 通信芯片[9]。 选取它的主要依据在于：单 5V 电源供电，与读卡器里其它芯片的工作电压相同 ，符合所有 EIA/232E 标准 ， 多路输入输出。 MAX232 其引脚功能说明如表 32 所示。 A01A12A23V S S4 S D A 5S C L 6WP 7V D D 8毕业设计 (论文 ) 12 表 32 MAX232 引脚说明 引脚名 引脚说明 引脚名 引脚说明 T2out RS232 输出 R1in RS232 输入 R2in RS232 输入 T1out RS232 输出 R2out TTL/CMOS 输出 GND 地 T2in TTL/CMOS 输入 VCC 电源 T1in TTL/CMOS 输入 R1out TTL/CMOS 输出 在硬件电路连接上采用三线制（ RXD、 TXD、 GND）软握手的零 MODEM 方式，即将 PC 机和单片机的发送数据线（ TXD）与接收数据（ RXD）交叉连接，二者的地线（ GND）直接相连，而其它信号线、如握 手信号均不用，而采用软件握手，这样既可以实现预定的任务又可以简化电路设计、节约成本。 MAX232 的电路连接如图 37 所示。 R 1 I N13R 2 I N8T 1 I N11T 2 I N10C 1+1C 13R 1 O U T12R 2 O U T9T 1 O U T14T 2 O U T7C 2+4C 25V+2V6VCC16GND15I C 3M A X 2 32C14 74C24 74 C34 74V C C162738495J2D B 9C44 74C54 74P 30P 31 图 37 串行通信口连接图 如图所示， MAX232 中电平转换芯片 ， 将差分电平，转换成单片机等可识别的 TTL电平，电路中 RXD、 TXD 两根线分别和单片机相连 P3 口的串行通讯口相连， TXD 为数据发送端口，主要向 PC 等设备发送信号。 RXD 为数据接收端，单片机通过这个端口读取 PC 机等送来的信号。 图右边有一 9 针串行通信口，主要和 PC 机相连。 时钟电路设计 本设计的实时时钟电路 用 DS1302，其引脚图如图 38 所示，它的工作电压一般为，它的主要特点是采用串行数据传输，同时增加了主电源 /后背电源双电源引脚，毕业设计 (论文 ) 13 可以为掉电保护电源提供可编程的充电功能。 采用 32kHz 的晶振，电容一般用 10PF 就可以起到稳定振荡频率和快速起振的作用了。 V C C 21X12X23G N D4 R E S 5I/ O 6S C L K 7V C C 1 8 图 38 DS1302 引脚图 DS1302 是一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。 采用三线接口与 CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM数据。 DS1302 有 12 个寄存器，其中有 7 个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为 BCD 码形式 ， 其日历、时间寄存器及其控制字。 此外， DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与 RAM 相关的寄存器等。 时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302 芯片连接图如下所示。 V C C 21X12X23G N D4R E S5I / O6S C L K7V C C 18I C 3D S 1 30 2Y13.2768MHZV C CP 16P 17P 35 图 39 时钟电路 读写模块 系统用 PHILIPS 公司的 MFRC500 芯片。 MFRC500 是与射频 IC 卡实现无线通信的核心部件，也是读写器读写卡的关键接口芯片，该芯片为目前 用于 频段非接触通信的主流读卡 IC。 MFRC500 芯片采用先进的调制和解调技术，支持 频段所有被动非接触式通信方式和协议，并支持 ISO14443A 中所有的层 [10]。 其 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 (100mm)。 接收器毕业设计 (论文 ) 14 O S C I N1I R Q2MF I N3MF O U T4T X 15T V D D6T X 27T V S S8N C S9N W R10N R D11N V S S12D013D114D215D316D417D518D619D720A L E21A022A123A224D V D D25A V D D26A U X27A V S S28RX29V M D30R S T P D31O S C O U T32部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于 ISO14443A 兼容的应答器信号。 数字部分处理 ISO14443A 帧和错误检测 (奇偶 amp。 CRC)。 此外，它还支持快速 CRYPTO1 加密算法用于验证 MIFARE 系列产品。 方便的并 行接口可直接连接到任何 8 位微处理器，这样给读卡器 /终端的设计提供了极大的 方便。 MFRC500 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。 MFRC500 外部接口包括数据总线、地址总线、控制总线、电源等。 MFRC500 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。 它包含了一个双向 FIFO 缓冲区和一个可配置的中断输出，这样就为连接各种 MCU 提供了很大的。