摘 要: 以射频识别技术的实际应用为背景,采用北京远兴时代科技有限公司的低功耗RF射频感应式收发模块MFP-K4,结合带ISP功能的Flash EPROM的低功耗8位微处理W78E516,设计一个门禁控制系统。给出了各部分的硬件电路设计原理图,描述了各个功能的实现方法,同时给出了部分程序代码。
1.引言
手持式IC 卡读写器广泛应用于需要现场进行IC 卡收费及验证的各个领域,是很多IC卡应用系统的重要组成部分。由于它具有体积小巧、轻便易携带、数据存贮量大、通信能力强等优点,所以已在越来越多的应用系统中充当着越来越重要的角色。
射频卡是一种非接触式的智能IC卡,和接触式的智能IC卡相比,射频卡没有电器触点,它与读卡器之间信息的传递采用电磁感应,以无线电波的方式进行。射频识别是非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境[1]。因此,相对于传统的接触式智能IC卡,具有可靠性高、寿命长等明显优点。
2.系统设计
本系统为一种刷卡门禁系统,每个用户对应一个唯一的卡号。射频读卡器系统读入用户的卡号,经由处理器W78E516处理,处理器再将处理结果传送给门禁控制系统,门禁控制系统根据结果控制门的开关。另外本系统专门使用了扩展EPROM系统配合RS232对处理器进行ISP编程,这样我们就不需要购买专门的编程器就可以随时对处理器进行ISP编程。系统框图如图1所示。

3.读卡器功能设计
根据需要完成的功能,该读卡器实现电路由W78E516单片机电路﹑MTP-K4射频读卡器电路﹑ISP编程电路﹑门禁控制系统电路组成。
3.1 W78E516单片机系统电路
W78E516是具有带ISP功能的Flash EPROM的低功耗8位微处理器;ISP功能的Flash EPROM可用于固件升级。它的指令集同标准8052指令集完全兼容。W78E516包含64K字节的主ROM﹑4K字节的辅助ROM。(位于4K字节辅助ROM中的装载(loader)程序,可以让用户更新位于64K主ROM中的类容。)512字节片内RAM;4个8位双向﹑可位寻址的I/O口;一个附加的4位I/O口P4;3个16位定时/计数器及一个串行口。这些外围设备都有8个中断源和2级中断能力的中断系统支持。为了方便用户进行编程和验证,W78E516内含的ROM允许电编程和电读写。一旦代码确定后,用户就可以对代码进行保护[2]。
W78E516有两种节电模式,空闲模式和掉电模式,2种模式均可由软件来控制选择。空闲模式下,处理器时钟被关闭,但外设仍继续工作。在掉电模式下晶体振荡器停止工作,以将功耗降至最低。外部时钟可以在任何时间及状态下被关闭,而不影响处理器运行。
本系统复位电路使用MAX6317作为复位芯片,MAX6317具有用户自定义的复位门限、输出结构、复位时间延迟、"看门狗"定时延迟等功能。"看门狗"功能用于当软件陷入死循环时中断微处理器,如果在"看门狗"定时周期内,"看门狗"检测器输入端WDI没有收到触发信号,则产生复位脉冲中断微处理器,内部"看门狗"定时器不断地由复位脉冲或WDI端的触发脉冲清零重新计时,复位期间"看门狗"定时器保持零状态,不计数。 复位采用按钮的形式,当复位按钮被按下时,单片机的RST端处于低电平状态,只需要低电平保持2个机器周期以上的时间,单片机就能够正确地复位。在复位按钮正常状态(没有按下),则RST端一直处于高电平,单片机正常工作。
W78E516的P1.1,P1.2各接了一个发光二极管,P1.3接了一个蜂鸣器,作为各种提示用。W78E516系统电路如图2所示。

