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基于ARM的非接触式IC卡读卡器设计

作　者: 汪开元
导　师: 付文红
学　校: 南京理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: 非接触式IC卡读卡器嵌入式系统
分类号: TN409
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 413次
引　用: 6次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-12
  1.1 非接触式IC卡发展历程  8-9
  1.2 非接触式IC卡的主要特点  9-10
  1.3 非接触式IC卡读写器国内外现状  10-11
  1.4 选题背景及课题任务  11
  1.5 本文的结构安排  11-12
2 RFID技术及理论  12-22
  2.1 RFID系统的结构  12-13
  2.2 RFID系统的电子标签—读卡器间能量传输  13-14
  2.3 RFID系统的电子标签—读卡器间信息传输  14-21
    2.3.1 编码类型  15-19
    2.3.2 数字信号的调制与解调  19-20
    2.3.3 读写器→电子标签信息传输  20
    2.3.4 电子标签→读写器信息传输  20-21
  2.4 本章小结  21-22
3 ARM技术  22-31
  3.1 ARM处理器概述  22
  3.2 ARM处理器系列  22-25
  3.3 ARM的体系结构  25-26
    3.3.1 ARM处理器核的结构  25
    3.3.2 冯·诺依曼结构及哈佛结构在ARM中的应用  25-26
    3.3.3 ARM的两种工作状态  26
    3.3.4 ARM的运行模式  26
    3.3.5 ARM处理器的寄存器  26
  3.4 ARM/Thumb指令系统  26-27
  3.5 ARM处理器的选择  27-28
  3.6 LPC2292微处理器  28-30
    3.6.1 概述  28-29
    3.6.2 主要特性  29-30
  3.7 本章小结  30-31
4 读卡器的硬件电路设计  31-47
  4.1 功能模块结构图  31-32
  4.2 中央处理器  32
  4.3 射频芯片接口电路设计  32-39
    4.3.1 射频卡读写芯片MF RC500的使用概述  33-35
    4.3.2 MF RC500的管脚定义  35-36
    4.3.3 与处理器的接口  36-37
    4.3.4 MF RC500的匹配电路设计  37-39
  4.4 读卡器核心电路板  39-43
    4.4.1 电源电路和复位电路  39-40
    4.4.2 系统时钟电路  40-41
    4.4.3 存储器电路  41-42
    4.4.4 通信接口电路  42-43
    4.4.5 蜂鸣器控制电路  43
  4.5 人机交互接口模块  43-45
    4.5.1 Led模块  44
    4.5.2 键盘  44-45
  4.6 系统实物图  45-46
  4.7 本章小结  46-47
5 系统软件的构建  47-57
  5.1 软件结构框架  47
  5.2 嵌入式操作系统  47-52
    5.2.1 μC/OS-II操作系统  48
    5.2.2 μC/OS-II移植条件  48-49
    5.2.3 移植μC/OS-II到LPC2292  49-52
  5.3 读卡器读写模块软件设计  52-55
    5.3.1 MF RC500的PCD指令集以及PICC指令集  52-54
    5.3.2 读卡模块软件  54-55
  5.4 系统初始化及运行  55-56
  5.5 本章小结  56-57
6 总结与展望  57-58
  6.1 总结  57
  6.2 展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-60

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