基于zlg500的智能卡门禁系统设计new

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1、基于ZLG500的智能卡门禁系统设计时间：2009-03-2409:46:17来源：单片机与嵌入式系统作者：湖北师范学院洪家平现在智能卡的应用越来越广泛，如校园一卡通系统、城市公交系统、大型会议签到系统、考勤系统、门禁系统等都使用了智能卡。本文以ZLG500读写模块作为卡与门禁机交换数据的接口模块，介绍了ZLG500在智能卡门禁系统中的应用。1读写模块ZLG500简介1．1ZLG500与MCU的接口原理   ZLG500模块采用Philips公司最新的高集成ISO14443读卡芯片MFRC500，它能读写RC50

2、0内EEPROM，提供三线制SPI接口，并具有控制线输出端口，能与任何MCU连接。ZLG500与MCS51单片机的接口原理图如图1所示。此外该模块的EMC性能优良，并且自带无源蜂鸣器信号输出，能用软件控制其输出频率及输出持续时间。   图中SCLK、SDATA、SS为ZLG500与MCU相连接的控制线，分别为时钟线、数据线和片选。主控制器的MCU和读卡模块内的MCU通过此三线相连。接口空闲时，主机的SS=1，SCLK=O，SDATA=0，而从机的SS=1，SCLK=1，SDATA=O。其中SS和DATA都是双向的

3、，而时钟线SCLK是单向的，即时钟只能由主控制器产生，该信号必须严格遵守时序规范，否则将出现通信错误，此时读卡模块必须释放该线。   SS还作为数据发送使能端。若一方有数据要发送给另一方，则该方控制SS线为低电平，并在发送结束后将该线置高电平。接收数据方不得控制该线，双方必须遵守通信协议，不得同时控制该线。SDATA为数据线，由数据发送端控制数据，接收端必须释放该线。该线在一次传输开始时还同时作为数据接收端的响应信号。1．2ZLG500与MCU接口的时序及通信协议   ZLG500与MCU无论数据传输的方向如何，

4、SPI线上信号的波形总是如图2所示。由图中可以看出，在SS为低时，时钟和数据线上的信号才有效；在SCLK为低时SDATA变化，在SCLK为高时SDATA应保持稳定。   以上传输中，从数据发送器请求开始至数据接收器响应的时间是不确定的，取决于接收器内的MCU是否忙，因此有必要设置看门狗定时器对数据接收器的响应进行监视。一旦接收器响应，则MCU必须根据数据传输方向，严格控制以下几个时间，以确保数据传输无误。   t1：数据接收器响应至MCU产生第一个SCLK上升沿的时间。   t2：2个字节传输之间SCLK低电平的

5、持续时间。   t3：传输最后1个字节的最后1位的SCLK信号的上升沿至SS上升沿的时间。   tH：SCLK信号的高电平持续时间。   tL：SCLK信号的低电平持续时间。   在数据传输方向不同时，对时间t1、t2、t3、tH和tL都有不同的要求。   MCU与ZLG500的通信必须先由MCU发送命令和数据给ZLG500，ZLG500执行命令完毕后，将命令执行的状态和响应数据发回MCU。   开始通信前，收发双方必须处于空闲状态。首先由MCU发出SS下降沿信号，然后等待ZLG500在SDATA线上的响应，若在

6、50ms内未检测到此信号，则退出本次传输。若正确响应，则MCU可将命令和数据发送出去。   然后MCU等待ZLG500发回的状态和响应数据，即等待SS线上的下降沿信号。若在50ms内未检测到此信号，则退出本次传输；若正确检测到SS信号，则可以接收状态和数据。2智能卡门禁系统设计2．1总体结构   系统采用Philips公司的非接触智能IC卡Mifare1(M1)卡。以M1卡作为用户卡，以其全球唯一的序列号SN为依据控制门的开启。由于它是一个高频卡，工作频率为13．5MHz，因而具有较强的抗干扰能力且读写距离远(2

7、．5～10cm)。   整个智能卡门禁系统分为三大部分：其一是读写器部分，包括MCU、复位电路、时钟电路、显示电路、键盘、数据存储等主控模块及非接触IC卡读写模块和电锁驱动部分；其二是中央控制电脑的软件管理系统模块；其三是中央控制电脑与读写器之间的数据传输模块。总体系统框图如图3所示。首先，在发卡系统(中央控制PC机)里把用户的卡号及个人信息输入系统数据库，并将该卡号作为合法卡号下载给所有门禁机。当有1张M1卡在门禁机的有效工作范围内时，系统会自动向卡发出命令，卡接收到命令后向门禁机反馈其SN。门禁机判断收到的卡

8、号是否合法，合法则驱动电磁门锁开门，并实时上传其开门记录；如果是非法卡(未经授权或已挂失的卡)则拒绝开门并上传报警信息。只有最高授权者(掌握授权密码)才可以发管理员卡，管理员必须用管理员卡方可登录发卡系统进行发卡及下传合法卡号、挂失、解挂、下传黑名单等操作。   通过AT89C52对ZLG500的控制完成对卡的读写。系统外围配有RS232转RS485接口能与PC机互连成网