基于ARM的非接触式IC卡读卡器设计

摘要

非接触式IC卡是IC卡领域的一项新兴的技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。由于非接触式IC卡具有操作快捷、抗干扰性强、工作距离远、安全性高、便于一卡多用等优点，在自动收费、身份识别和电子钱包等领域具有接触式所无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡应用系统的关键设备之一。基于实际项目的需要，本课题开发了一种读写距离在10cm左右的非接触式IC卡读卡器，它可以应用于电子消费场合，如公交和地铁电子售票，食堂售饭等场合。 本文首先研究了用于本系统的基本理论，包括射频识别技术、ARM处理器体系结构和嵌入式系统，然后基于这些理论，给出了非接触式IC卡读卡器的设计方案。系统由三个部分组成：第一部分是读卡器的收发模块，选用Philips公司的高集成度非接触式读写芯片MF RC500设计射频收发模块，对射频芯片接口电路设计做了详细的论述；第二部分是核心控制模块，以Philips公司的ARM7芯片LPC2292为核心，对电源供应电路、存储器电路、通信接口电路、LED显示电路等设计做了一定的描述，并给出了电路。第三部分是系统的程序设计，采用移植嵌入式系统并添加任务的模式来实现读卡器的各功能。通过对软硬件的调试实现了非接触式IC卡读卡器的硬件与软件平台的构建。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1非接触式IC卡发展历程

1.2非接触式IC卡的主要特点

1.3非接触式IC卡读写器国内外现状

1.4选题背景及课题任务

1.5本文的结构安排

2 RFID技术及理论

2.1 KFID系统的结构

2.2 RFID系统的电子标签—读卡器间能量传输

2.3 RFID系统的电子标签—读卡器间信息传输

2.3.1编码类型

2.3.2数字信号的调制与解调

2.3.3读写器→电子标签信息传输

2.3.4电子标签→读写器信息传输

2.4本章小结

3 ARM技术

3.1ARM处理器概述

3.2ARM处理器系列

3.3ARM的体系结构

3.3.1 ARM处理器核的结构

3.3.2冯·诺依曼结构及哈佛结构在ARM中的应用

3.3.3 ARM的两种工作状态

3.3.4 ARM的运行模式

3.3.5 ARM处理器的寄存器

3.4 ARM/Thumb指令系统

3.5 ARM处理器的选择

3.6 LPC2292微处理器

3.6.1概述

3.6.2主要特性

3.7本章小结

4读卡器的硬件电路设计

4.1功能模块结构图

4.2中央处理器

4.3射频芯片接口电路设计

4.3.1射频卡读写芯片MF RC500的使用概述

4.3.2 MF RC500的管脚定义

4.3.3与处理器的接口

4.3.4 MF RC500的匹配电路设计

4.4读卡器核心电路板

4.4.1电源电路和复位电路

4.4.2系统时钟电路

4.4.3存储器电路

4.4.4通信接口电路

4.4.5蜂鸣器控制电路

4.5人机交互接口模块

4.5.1 Led模块

4.5.2键盘

4.6系统实物图

4.7本章小结

5系统软件的构建

5.1软件结构框架

5.2嵌入式操作系统

5.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系统

5.2.2 μC/OS-Ⅱ移植条件

5.2.3移植μC/OS-Ⅱ到LPC2292

5.3读卡器读写模块软件设计

5.3.1 MF RC500的PCD指令集以及PICC指令集

5.3.2读卡模块软件

5.4系统初始化及运行

5.5本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献