攀枝花学院本科毕业设计（论文） 门禁系统技术的介绍
2）操作系统
和嵌入式处理器类似，嵌入式操作系统的类型也比PC要丰富很多。嵌入式操作系统用来管理中断处理、任务间通信、存储器分配和定时器的相应的软件模块集合，对其要求通常有实时的作用，因此，嵌入式操作系统往往又是实时操作系统。嵌入式操作系统中的美国河风公司的Vxworks、微软的Windows CE都有功能强大，优越的性能，但是都是商业软件。而免费开源的Linux嵌入式操作系统，在功能上和性能上并不逊色于以上的商业软件，因此在嵌入式领域有着强大的生命力和发展前景。 3）应用程序
应用程序是执行系统功能主要的软件，是针对特定的实际专业领域的，基于相应的嵌入式硬件平台，同时需要完成用户指定的预期任务的计算机软件。它可以由一个任务来完成也可以由多个任务共同完成。嵌入式软件的特点如下
1）系统软件的高实时性是其基本的要求
2）多任务的实时操作系统成为嵌入式应用软件的必须条件
3）要求对软件实现固态化存储，因为一般完成设计的软件程序都需要打包然
后放在操作系统中，需要时就运行应用程序，一般不允许对其软件程序进行修改。
4）对代码的要求高质量、高可靠性。
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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 总体设计和软硬件平台的选择
第三章 总体设计和软硬件平台的选择
3.1系统总体设计
该设计是一个单一的门禁控制系统，主要实现的是软件控制部分的功能其系统组成的结构如下图。
图3.1 系统设计框图
其中门禁控制器和门禁读卡器将会是该门禁系统的核心部分，读卡器读取射频门禁卡上面的数据，并且对这些数据进行解码分析，然后将卡的信息通过USB发送给门禁控制器，门禁控制器再做相应的动作，实现门禁控制的功能。本设计采用的是上、下位机分离的双CPU结构，下位机MCU通过USB Slave端口与上位机ARM USB Host端口通信，上位机运行的是ARM-Linux操作系统。本文的主要任
务是USB转串口驱动的移植和射频读卡器应用程序的编写。
3.2硬件平台的选择
本课题设计中的硬件部分主要是由三部分组成：门禁控制器、读卡器、射频门禁卡。其中门禁控制器采用了S3C6410处理器芯片，门禁控制器外接基于STC12C5A60S2单片机的射频读卡器，通过USB接口连接。
3.2.1 S3c6410芯片介绍
S3c6410是一个16/32位RISC微处理器，该处理器旨在为移动行业及一般领域的应用提供一种具有成本效益、功耗低、性能高的解决方案。它为2.5G和3G通信服务提供优化的硬件性能。S3c6410才用64/32位内部总线架构，由AXI、AHB和APB总线组成。它还包括许多强大的硬件加速器，并轻松支持像视频处理，音频处理，二维图形，显示操作和缩放的任务。内部集成的一个多格式编码器支持MPEG4/H.263/H.264编解码以及VCI格式的解码，同时这个硬件解码器支持实
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时视频会议和NTSC、PAL模式的TV输出。具有一个三维图形硬件加速器（简称3D引擎），可以加速OpenGL ES1.1&2.0.S。 3c6410结构框图如下图：
图3.2 S3c6410结构框图
S3c6410处理器特性主要如下：
? 基于CPU子系统的ARM1176JZF-S具有Java加速引擎，16KB/16KB I/D缓存
和16KB/16KB I/D TCM；
? 在1.1 V时达533 MHz，1.2 V时达677 MHz；
? 一个8位ITU 601/656相机接口，支持4M像素（缩放）或者16M像素（未缩
放）；
? 多标准解码器提供30帧每秒MPEG-4/H.263/H.264编解码及30帧每秒的VC1
视频解码；
? 具有BITBLIT和旋转的2D图形加速；
? 3D图形加速在133MHz时可达4M的三角形运算能力； ? AC97音频编解码接口和PCM串行音频接口；
? 支持1,2,4或8像素/位调色彩色显示及16像素/位无调色真彩显示；
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? IIS和IIC接口支持；
? 专用的IrDA接口支持MIR、FIR及SIR； ? 灵活配置的GPIO端口；
? USB2.0 OTG端口支持高速传输（480 Mbps，片上收发器）； ? USB1.1端口主设备支持全速传输（12 Mbps，片上收发器）； ? SD/MMC/SDIO/CE-ATA 兼容卡主控制器；
? 实时时钟，锁相环，具有PWM的定时器和看门狗定时器； ? 32通道DMA控制器； ? 支持8 X 8 键盘矩阵；
? 先进电源的管理适用于手机应用； ? 存储器子系统
支持8位或16位数据总线的SRAM/ROM/NOR Flash接口； 支持16位数据总线的混合式OneNAND闪存接口； 支持8位数据总线的NANDFlash接口； 支持32位数据总线的SDRAM接口； 支持32位数据总线的移动SDRAM接口； 支持32位数据总线的移动DDR接口；
3.2.2 MF RC500射频读写芯片
Philips 公司的MIFARE 非接触式智能标签在非接触标签应用领域占有全球80%的市场份额，是目前非接触智能标签的工业标准，也成为 ISO/IEC 14443-2-2001 的工作草案。在MIFARE这一作为工业标准的技术平台基础上生产出来的3000万张智能标签及10亿多次交易覆盖全球众多领域。随着其应用范围的不断扩大，如公共交通、路桥收费、电子机票、身份证、付费电话等，再加上应用装置的增加，与MIFARE相关的行业得到了长足的发展。
MF RC500作为Philips公司的一款高度集成的读写器芯片，工作于13.56MHz。该读卡IC系列利用先进的调制和解调概念，完全集成在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。工作的天线可以被直接近距离驱动（可达100mm）通过内部的发送部分，而不需要增加有源电路，一个坚固的解调和解码电路构成了接收器分，用于ISO/IEC 14443兼容的应答器信号；数字部分处理ISO/IEC 1443-2-2001帧和错误检测（奇偶校验和CRC）。此外，还支持用于验证MIGARE系列产品的快速CRYPTO1加密算法。MF RC500可方便地用于各种基于ISO/IEC 14443-1标准并且要求低成本、小尺寸、高性能以及单电源的非接触式通信的场合。MF RC500的功能框图图下图所示。
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图3.3 MFRC500功能框图
由图可知，MF RC500内部包括并行微控制接口、状态和控制单元、中断、数据处理单元、双向FIFO缓冲区、安全和密码控制单元、模拟电路接口及天线接口。MF RC500的外部接口包括数据总线、地址总线、控制总线（包含中断和读写信号等）和电源等。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，它包含一个可配置的中断输出和一个易用的双向FIFO缓冲区，为连接各种MCU提供了很大的灵活性，即使采用的器件的成本是非常低的也能满足高速非接触式通信的要求。数据处理部分执行数据的串行/并行转换。支持的校验包括CRC和奇偶校验。MF RC500以完全透明的模式进行操作，因此支持ISO/IEC 1443-2-2001的所有层。状态和控制部分允许对器件进行配置以适应环境的影响，并将把性能调节到最佳状态。当与MIFARE Standard 和 MIFARE 通信时，使用高速CRYPTO1流密码单元和一个可靠的非易失性密钥存储器。模拟电路包含一个具有阻抗非常低的桥驱动器输出的发送部分，这使得最大操作距离可达100mm。接收器可以检测到并解码非常弱的应答信号。
MF RC500引脚排列如下图：
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