公交非接触IC卡读写器(5)

2019-04-21 23:00

本设计电路如图6所示,有八根数据线与单片机的P0口相连,三根读写控制线,背光调节电位器,可调节背光亮度。

图6 LCD1602电路连接图

(四)存储器

传统存储器有两大类:易失存储器(volatile memory)和非易失存储器(non-volatile memory),易失性存储器像SRAM和DRAM存储器在没有电源的

情况下都不能保存数据,但这种存储器拥有高性能,存取速度快和无限次的写入次数,易用等优点。非易失性存储器像EPROM、E2ROM和FLash能在断电后保存数据不变,但由于所有这些存储器均起源只读存储器(ROM)技术,因此它们都有写入速度慢,写入次数有限和使用时功耗大等缺点。

16K位铁电存储器(FRAM)的性能和16K位E2ROM性能相比较,FRAM第一个最明显的优点是:FRAM可以跟随总线速度写入,无需任何等候时间,而E2ROM需等几毫秒(ms)才能写入一下数据。FRAM第二大优点是几乎无限次的写入。E2ROM的写入次数是每百万次(10的6次方),而新一代的铁电存储器(FRAM)却是一亿亿次(10的6次方)写入寿命。FRAM的第三大优点是超低功能。E2ROM的慢速和高电流写入一个字节令它需要高出FRAM2500倍的能量。

表3 性能比较表

3.铁电存贮器FRAM的应用

FRAM无限次快速擦写和非易性的特点,令它的系统工程师可以把现在在电路上分离的SRAM和E2ROM两种存储器整合到一个FRAM里,为整个系统节省了功耗,降低了成本,减小了体积,同时增加了整个系统的可靠性。 典型应用包括:仪器仪表、工业控制、家用电器、复印机、打印机、机顶盒、网络设备、游戏机、计算机等等。

4.I2C总线知识

该存贮器采用I2C总线方式工作,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。

鉴于I2C总线的众多功能优越性,目前,以PHILIPS公司为主的许多著名半导体制造公司,纷纷研制出了大量的种类繁多的(已经达数百种型号)带有I2C总线硬件接口的单片机、通用外围器件,例如RAM、EEPROM、NVRAM、I/O、ADC、DAC、日历时钟RTC、LED驱动器、LCD驱动器、温度传感器等等。另外,还开发了面向一些特殊应用系统中专用配套的I2C总线芯片,例如无线电、无绳电话、移动手机、电视机、音响系统、家庭影院等系统中的双音多频(DTMF)拨号器、语音合成器、数字调谐器、编码器、解码器、图像处理器、频率合成器、音调控制器、立体声处理器等等,因此,I2C总线技术被越来越广泛地应用到各个领域。本设计电路如图7:

图7 存储器电路图

如图所示,电路用24C64存贮器,A0、A1、A2为地址选择端,主要是用于级连,在总线上挂接多个这样的存贮器时使用,VSS为接地端,VCC为电源正极连接端,WP为写保护控制端,SCL、SDA分别为I2C总线的串行时钟连接端和串行数据连接端,数据的写入与读出就是通过这个端两个端操作的,同时电路中在这两个端口加了两只上接电阻,作用是由于存贮器内部是采用开漏输出的。

读写器中设计了存储器。存储器选用24CXX系列的串行E2PROM。在售卡机中主要存放卡号、售卡员号、售卡金额、售卡日期、售卡总金额和售卡总记录数;在车载机中主要存放乘客IC卡号、司机号和刷卡总数等信息。显示用MC14499驱动4位共阴数码管。正常工作后,每隔一段时间要把读写器拿到公交管理中心将读写器储存的信息回放到PC机中保存处理。读写器中存储器可采用24C64,其存储量为8KB,如有需要也可用容量更大的存储器如24C128或24C256等。

(五)监控电路

监控电路采用DS1232L芯片。它是个看门狗定时器,其功能是:上电和掉电时给89C52产生RESET信号;看门狗对系统进行监控,防止死机。

(六)非接触式IC卡

非接触式IC卡选用Mifare卡。其工作频率为 13.6MHz,存储量为1KB分16区,每区2套密码,每个区的存储区域相互独立,因此每区可用作一种用途(第0区一般不用)以实现一卡多用。由于Mifare卡密码验证机制严密,保存的信息比较可靠安全,可以擦写几万次。

Mifare卡的16个区,每区又分4块,每块16字节。在售卡机中用第1区作用户储值块,其中第0块存放身份号,第1~2块存放价值,第3块存放两套6字节密码和4字节读写访问条件。

(七) 语音播报单元

(八)串行通信接口电路的设计

串行通信接口标准经过使用和发展,目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0~20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题,如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备,因此,它作为一种标准,目前已在微机通信接口中广泛采用。

RS-232C规标准接口有25条线,4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线。在本设计中电路连接图如图8所示:

图8 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,RXD为数据据接收端,单片机通过这个端口读取PC机等送来的信号,TXD为数据发送端口,主要向PC等设备发送信号。图右边还有一9针串行通信口,主要和PC机相连。

四、 系统软件程序设计

本设计程序共分成五个部分:键盘处理程序、LCD显示程序、单片机内部数据处程序、存贮程序、串口和PC机通信程序。 (一)单片机内部数据处理程序

单片机内部数据处理程序,即是系统的主程序。当插上电源后,单片机对系统进行一系列的初始化,包括LCD显示初始化,串口初始化和菜单的初始化,以及判断有无按键按下,并做出相应的处理。主程序流程图如图9:


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