條碼與射頻實訓報告

　　院 系： 信息與控制學院

　　專 業(yè)： 電子信息工程（自動識別方向）

　　班級學號：

　　學生姓名：

　　指導教師：

　　成 績：

　　20xx年 1 月 7 日

　　1、實訓目的

　　1.1 目的

　　通過對射頻讀寫器電路的設計、繪制射頻讀寫器電路圖、設計射頻讀寫器電路的印制電路板、射頻讀寫器機的組裝和調試全過程，培養(yǎng)學生掌握射頻識別技術的綜合應用能力；射頻讀寫器的設計能力；射頻讀寫器的組裝能力；射頻讀寫器的調試和線路故障的排除能力；條碼掃描和打印設備的使用能力。

　　1.2 基于射頻識別技術的讀寫器工作原理

　　1.讀寫器的工作原理 RFID系統是按電磁耦合原理工作的。由讀寫器向射頻卡/標簽發(fā)射特定頻率的無線電磁波。當射頻卡/標簽靠近讀寫器時，受讀寫器發(fā)射的電磁波激勵，卡片內的 LC 諧振電路產生共振并且接收電磁波能量。當射頻卡/標簽接收到足夠的能量時，就將卡內存儲的識別資料以及其他數據以無線電波的方式輸到讀寫器并且接受讀寫器對卡內數據的進一步操作。

　　該卡的讀寫過程是由射頻卡/標簽與讀寫器之間通過無線電磁波來完成讀寫操作。射頻卡/標簽是一種無源體，當讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與其本身的 LC 產生諧振，產生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結合數據信號，指揮芯片完成數據的修改、存儲等，并返回給讀寫器，完成一次讀寫操作。

　　1.3 基于射頻識別技術的讀寫器設計方案

　　以STC5052單片機為核心，配以低頻讀頭電路、串行通信電路、模擬開關電路、LED報警電路等部分。由MAX232A 接口芯片實現電平轉換,指示燈用發(fā)光二極管,采用無源蜂鳴器報警,同時外加單片機復位和時鐘電路。電源選用的是USB接口5V電源。實現了射頻卡與單片機的通信，有STC5052單片機控制數據傳輸過程，實現讀卡和寫卡操作。

　　2 實訓過程

　　2.1 射頻讀寫器的組成及硬件結構

　　系統硬件電路是由MCU控制電路及外圍電路,串行通信電路和模擬開關電路等組成。RFID卡讀寫設備的基本結構包括以下幾個部分

　　2.1.1 MCU控制部分

　　MCU是讀寫設備的數據處理控制核心。它不僅要控制射頻處理模塊完成對RFID卡的讀寫，還要負責通過通信接口與主機或應用系統進行通信、指示以及報警等其他外部設備的控制。STC12C2052 系列單片機是單時鐘／機器周期（IT ）的兼容8051 內核單片機，是高速／低功耗的新一代8051 單片機，全新的流水線／精簡指令集結構，內部集成MAX810 專用復位電路。內部集成高可靠復位電路，可用在高速通信、智能控制、強干擾等場合；ISP（在系統可編程）／IAP（在應用可編程），無需專用編程器,可通過串口（P3.0/P3.l）直接下載用戶程序，2秒一3秒即可完成一片,使用起來比較方便。

　　2.1.2 串行通信部分

　　在單片機中，談到串口通信，必然涉及到RS-232C。它是美國電子工業(yè)協會EIA制定的一種串行物理接口標準。RS-232C定義了數據終端設備與數據通信設備之間的物理接口標準。

　　串口通信電路是用來實現上位機和下位機之間進行數據傳送的接口電路，本設計選擇MAX232芯片，MAX232是用來進行電平轉換的,該器件包含2個驅動器、2個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。每一個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉換成5V TTL/CMOS電平。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉換成TIA/EIA-232-F電平。

　　2.1.3 聲音提示及顯示部分

　　非接觸式IC卡讀寫器進行讀寫 操作時發(fā)出提示音，發(fā)聲的器件選用蜂鳴器，該器件使用方便、價格便宜。單片機的IO口驅動能力有限，不能直接驅動蜂鳴器發(fā)聲，通過三極管來驅動蜂鳴器。

　　2.1.4 模擬開關部分

　　模擬開關它可以根據選通端的電平，決定輸人端與輸出端的狀態(tài)。當選通端處在選通狀態(tài)時，輸出端的狀態(tài)取決于輸人端的狀態(tài)；當選通端處于截止狀態(tài)時，則不管輸人端電平如何，輸出端都呈高阻狀態(tài)。模擬開關在電子設備中主要起接通信號或斷開信號的作用。由于模擬開關具有功耗低、速度快、無機械觸點、體積小和使用壽命長等特點，因而，在自動控制系統和計算機中得到了廣泛應用。 模擬開關的工作原理如下：

　　CD4052是一種雙4選1模擬開關，在集成電路內有４個獨立的能控制數字及模擬信號傳送的模擬開關。每個開關有一個輸人端和一個輸出端，它們可以互換使用，還有一個選通端（又稱控制端），當選通端為高電平時，開關導通；當選通端為低電平時，開關截止。使用時選通端是不允許懸空的。 例如：S0=1，S1=1時，單片機執(zhí)行發(fā)送命令，當S0=1，S1=0時單片機執(zhí)行讀取命令。

　　2.2 射頻讀寫器的設計與組裝

　　2.2.1 硬件設計部分

　　2.2.2 軟件設計部分

　　2.2.3 組裝后的總原理圖

　　2.3 射頻讀寫器的測試與故障排除

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