条码与射频实训报告

条码与射频实训报告

　　院 系： 信息与控制学院

　　专 业： 电子信息工程（自动识别方向）

　　班级学号：

　　学生姓名：

　　指导教师：

　　成 绩：

　　20xx年 1 月 7 日

　　1、实训目的

　　1.1 目的

　　通过对射频读写器电路的设计、绘制射频读写器电路图、设计射频读写器电路的印制电路板、射频读写器机的组装和调试全过程，培养学生掌握射频识别技术的综合应用能力；射频读写器的设计能力；射频读写器的组装能力；射频读写器的调试和线路故障的排除能力；条码扫描和打印设备的使用能力。

　　1.2 基于射频识别技术的读写器工作原理

　　1.读写器的工作原理 RFID系统是按电磁耦合原理工作的。由读写器向射频卡/标签发射特定频率的无线电磁波。当射频卡/标签靠近读写器时，受读写器发射的电磁波激励，卡片内的 LC 谐振电路产生共振并且接收电磁波能量。当射频卡/标签接收到足够的能量时，就将卡内存储的识别资料以及其他数据以无线电波的方式输到读写器并且接受读写器对卡内数据的进一步操作。

　　该卡的读写过程是由射频卡/标签与读写器之间通过无线电磁波来完成读写操作。射频卡/标签是一种无源体，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 LC 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，指挥芯片完成数据的修改、存储等，并返回给读写器，完成一次读写操作。

　　1.3 基于射频识别技术的读写器设计方案

　　以STC5052单片机为核心，配以低频读头电路、串行通信电路、模拟开关电路、LED报警电路等部分。由MAX232A 接口芯片实现电平转换,指示灯用发光二极管,采用无源蜂鸣器报警,同时外加单片机复位和时钟电路。电源选用的是USB接口5V电源。实现了射频卡与单片机的通信，有STC5052单片机控制数据传输过程，实现读卡和写卡操作。

　　2 实训过程

　　2.1 射频读写器的组成及硬件结构

　　系统硬件电路是由MCU控制电路及外围电路,串行通信电路和模拟开关电路等组成。RFID卡读写设备的基本结构包括以下几个部分

　　2.1.1 MCU控制部分

　　MCU是读写设备的数据处理控制核心。它不仅要控制射频处理模块完成对RFID卡的读写，还要负责通过通信接口与主机或应用系统进行通信、指示以及报警等其他外部设备的控制。STC12C2052 系列单片机是单时钟／机器周期（IT ）的兼容8051 内核单片机，是高速／低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线／精简指令集结构，内部集成MAX810 专用复位电路。内部集成高可靠复位电路，可用在高速通信、智能控制、强干扰等场合；ISP（在系统可编程）／IAP（在应用可编程），无需专用编程器,可通过串口（P3.0/P3.l）直接下载用户程序，2秒一3秒即可完成一片,使用起来比较方便。

　　2.1.2 串行通信部分

　　在单片机中，谈到串口通信，必然涉及到RS-232C。它是美国电子工业协会EIA制定的一种串行物理接口标准。RS-232C定义了数据终端设备与数据通信设备之间的物理接口标准。

　　串口通信电路是用来实现上位机和下位机之间进行数据传送的接口电路，本设计选择MAX232芯片，MAX232是用来进行电平转换的,该器件包含2个驱动器、2个接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。

　　2.1.3 声音提示及显示部分

　　非接触式IC卡读写器进行读写 操作时发出提示音，发声的器件选用蜂鸣器，该器件使用方便、价格便宜。单片机的IO口驱动能力有限，不能直接驱动蜂鸣器发声，通过三极管来驱动蜂鸣器。

　　2.1.4 模拟开关部分

　　模拟开关它可以根据选通端的电平，决定输人端与输出端的状态。当选通端处在选通状态时，输出端的状态取决于输人端的状态；当选通端处于截止状态时，则不管输人端电平如何，输出端都呈高阻状态。模拟开关在电子设备中主要起接通信号或断开信号的作用。由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点，因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛应用。 模拟开关的工作原理如下：

　　CD4052是一种双4选1模拟开关，在集成电路内有４个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关。每个开关有一个输人端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端（又称控制端），当选通端为高电平时，开关导通；当选通端为低电平时，开关截止。使用时选通端是不允许悬空的。 例如：S0=1，S1=1时，单片机执行发送命令，当S0=1，S1=0时单片机执行读取命令。

　　2.2 射频读写器的设计与组装

　　2.2.1 硬件设计部分

　　2.2.2 软件设计部分

　　2.2.3 组装后的总原理图

　　2.3 射频读写器的测试与故障排除

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