摘 要
为了使 ID 卡在刷卡时无需插拔，避免由于机械接触不良导致的各种故障。针对这一不足，我们提出了非接触式 ID 卡。本设计在硬件方面以单片机为核心结合读卡器等模块，来组成一个简单的非接触式 ID 卡识别系统。读卡器通过把卡号读入后台计算机，经过后台计算机机的处理，在显示器上显示出正确信息。非接触式 ID 卡是 ID 卡技术与无线射频识别技术结合的产物，通过这两种技术的结合，使它具有操作方便、快捷、可靠、寿命长等突出特点。因此，特别适用于人流量大的场合。
关键词 : 非接触 无线射频识别技术 ID 识别系统 单片机。
Abstract
In order to make ID cards without having to plug in the card swipe, To avoid In A variety ofmechanical failures caused by bad contacts.In response to this deficiency, we propose a non-contact type ID card. The MCU as the core with reader modules and other modules tocomposition a simple non-contact ID card identification system On the hardware side. Readerread the card to background computer, the card through the process of backgroung computer andshows the correct information on display. Non-contact type ID card is the combination of IDcard technology and radio frequency identification technology, through a combination of thesetwo technologies, it has an easy to operate, fast, reliable, long life and other prominent features,so it is especially suitable for high traffic Occasions.
Key Words ： Non-contact; RFID; ID; Identification System; 51 MCU。
1. 绪 论
1.1、 课题背景。
非接触 ID 卡主要应用了无线射频识别技术，近几十年来，无线通信技术得到了迅猛发展和进步。无线射频识别技术（RFID）是一种利用无线通信实现的非接触式自动识别技术。RFID 作为无线通信和自动识别技术的完美结合，被认为是 21 世纪最有前途的 IT技术之一。从此，RFID 开始成为全球学术界、工业界和有关标准化组织所关心的一个新热点。目前我国拥有产品门类最为齐全的装备制造业，又是全球最重要的生产加工基地和消费市场，即将成为世界第二大贸易国。这些都为我国 RFID 产业与应用的发展提供了巨大的市场空间、带来了难得的发展机遇，RFID 技术与应用必将成为我国信息产业发展和信息化建设的一个新机遇，并成为我国国民经济新的增长点[1]。
1.2 、该课题的研究及相关技术的介绍。
1.2.1、 AT89C51 单片机简介。
AT89C51 是一种带 4K 字节闪存可编程可擦除 只读存储器 （FPEROM—FlashProgrammable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称 单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C 单片机为很多 嵌入式控制系统 提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的 AT89 系列单片机中的一种，它与 MCS－51 系列的许多机种都具有兼容性，并具有广泛的代表性。
AT89C51 单片机的内部结构与 MCS－51 系列中的 MCS－8051 的内部结构基本相同，AT89C51 单片机主要由 CPU、片内 RAM、片内 ROM 及 4 个标准输入输出 I/O 口等组成。片内 4KB ROM 为程序存储器，这里面主要存放指挥 CPU 进行操作的指令代码。4KB ROM 共有4096 个存储单元，每个单元可存放一个字节共 8 位二进制数字。程序存储器中的每个单元都有一个确定的地址，4K 空间地址范围为 0000H 至 0FFFH。128B RAM 为 128 个字节的可读写数据存储器，主要放置需频繁处理的数据。其地址空间为 00H 至 7FH，其中 00H到 07H 这 8 个单元是一组工作寄存器，由于对它们的操作另有专用指令，所以将这几个单元又分别记作R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7。4 个标准输入输出 I/O 口 P0、P1、P2、P3 与 CPU 内部的一些特殊功能寄存器，如定时器控制寄存器(TCON)、串行口控制寄存器(SCON)等是统一编址的。这些存储器离散地分布在 80H 至 FFH 地址空间内。其中 P0、P1、P2、P3 的地址分别是 80H、90H、A0H 和 B0H。有了确定的地址，才能准确无误地对它们进行操作。
比如我们要向 P0 口送一个数，只要用一个送数指令，将数“写”到 80H 这个存储单元就完成了。也就是说把要送的数存到 P0 口锁存器之中，再通过驱动器，就可将数据各位代表的高低电位输出到 P0.0 至 P0.7 的这 8 条口线引脚上了。
单片机具备了 CPU、程序存储器、数据存储器和输入输出口等硬件资源之后，还需要供电电源、时钟触发和复位等控制的支持才能正常工作。而这些输入都是通过引脚与单片机连接的，AT89C51 是标准的 40 线双列直插式封装(也有其它封装形式)的集成电路，其引脚与 MCS－51 系列单片机完全兼容。这 40 条引脚大致可分为电源(Vcc、Vss、VPP、VPD)、时钟(XTAL1、XTAL2)、专用控制线(ALE、RST、PROG、PSEN、EA)、通用多功能输入输出标准 I/O 口(P0～P3)等 4 大部分。该单片机有 6 条引脚是保证基本工作所必须连接的：40 脚 Vcc 和 20 脚 Vss 为整个芯片提供电源；18 脚、19 脚是时钟振荡引脚，它们的内部连接一个高增益放大器，外部接一晶振选频产生振荡脉冲，并可配接一些电容、电感使振荡更精确。此振荡脉冲，为整个 CPU 及其定时等有效操作系统提供时钟。另外两条引脚是 EA 和 RST。31 脚 EA 是程序存储器片内片外选择脚，如果 EA 接低电位，CPU 不从片内 ROM 中取指；EA 接高电位，CPU 先从片内程序存储器取指。第 9脚 RST 的主要功能是使单片机复位。当单片机接通以上 5 脚后，只要在第 9 脚上加一个宽度不小于 24 个振荡周期，也就是 2 个机器周期的正脉冲，它就能使系统复位。系统复位就是意味着 CPU 里各种寄存器等功能部分有一种标准的、固定的状态，这样有利于系统设计。比如系统复位后，能使 P0 口至 P3 口的数据为 FFH，也就是各口线皆呈高电位，不然就会出现每通一次电，系统就呈现一种不同的状态，给负载电路的设计带来困难。
系统复位后，还能使程序地址寄存器 PC 的值为 0000H，这就保证系统从程序存储空间的0000H 单元取指，使程序有个起始，保证系统能有条不紊地运行。因此，程序存储器从第一单元开始一般放一条无条件跳转指令，指出主程序的入口，引导系统进入主程序运行。
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1.2.2、无线射频识别技术的发展历程和介绍
1.2.3 、ID 卡控制系统的设计方法和软件平台
1.2.4、 C语言简介
1.3、本文的研究内容.
1.4、本文的结构.
1.5、小节.
2. ID卡识别系统项目分析.
2.1、 ID卡简介
2.2 、ID卡工作原理.
2.3、GP8F读卡模块
2.4、继电器介绍.
3. ID卡识别系统的硬件系统.
3.1、方案的设计分析.
3.2、ID卡识别系统模块设计
3.2.1、 单片机最小系统
3.2.2、GP8F刷卡模块.
3.2.3、蜂鸣器电路
3.2.4、时钟电路
3.2.5 、外部存储扩展
3.2.6、显示部分
3.2.7、后端驱动电路
3.2.8、电源部分
3.3、小节
4. ID卡识别系统的软件设计
4.1、软件分析.
4.2、流程图.
4.3、程序框架
结 语
本课题的主要设计任务为 ID 卡识别系统，开篇先介绍了该项目的背景和现状，然后介绍了该项目的主要技术即无线射频识别技术，和一些相关的设计平台：软件平台是Keil c51,硬件平台是 Protel 99SE。接着将 ID 卡识别系统化分为 8 大模块，并对各模块进行分析，最后对各模块进行软件编程。
非接触 ID 卡具有数据读取速度快、抗干扰能力强、价格低等特点，非接触式 ID 卡是ID 卡技术与无线射频识别技术的结合产物，其中无线射频识别技术的应用相当广泛，无论在工业生产还是在农业生产中，无论在科学领域还是在军事领域中，无论在科研项目中还是在我们日常生活中，都用到了该技术，在国外该技术已经应用的非常广泛，但在中国由于其廉价的劳动力该技术并没有得到广泛的应用，仅仅只在部分领域中得到应用。在这次设计中并没有对各个硬件部分进行实际的分析和应用，只是在理论上进行了分析。该系统还有很多的不足之处，还有待进一步的改进。
随着社会的不断发展，生活节奏的不断加快，非接触式 ID 卡以其独特的特点，将会在今后的生活中，得到更广泛的应用。
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