李志強(qiáng)，盛 健

九江學(xué)院電子工程學(xué)院，江西九江 332005

0 引言

九江學(xué)院電子工程學(xué)院室內(nèi)田徑館二樓，有一個(gè)大型的羽毛球館，運(yùn)營(yíng)初期，計(jì)劃采用由計(jì)算機(jī)組成軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行管理。通過對(duì)比，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件成本較高，外圍擴(kuò)展也受很大限制。實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，采用的是手工登記，該方法存在效率低，統(tǒng)計(jì)難度太，會(huì)員卡的安全性差等缺陷?；谶@樣的應(yīng)用背景，提出了一種價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單，安全性強(qiáng)的基于單片機(jī)的電子管理系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

整個(gè)系統(tǒng)分為主控制器、非接觸式IC卡讀卡電路、外部存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、鍵盤和LCD顯示電路六個(gè)部分。由于系統(tǒng)外圍電路比較多，處理工作復(fù)雜，所需I/O端口較多，本設(shè)計(jì)采用AVR系列的ATMEGA128單片機(jī)，做為主控制器。ATMEGA128自帶有USART，SPI和TWI，便于對(duì)IC卡電路和外部存儲(chǔ)器等的操作。該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

當(dāng)會(huì)員使用場(chǎng)地時(shí)，IC卡讀卡電路讀取會(huì)員卡的內(nèi)容，將數(shù)據(jù)傳送給主控制器，主控制器根據(jù)從IC卡上讀取的信息，在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，查找相對(duì)應(yīng)的會(huì)員卡的具體內(nèi)容。管理人員可通過矩陣鍵盤，控制主控制器，開始對(duì)其使用的羽毛球場(chǎng)地計(jì)時(shí)和扣費(fèi)，并將各片羽毛球場(chǎng)地使用信息在LCD或大型點(diǎn)陣屏上顯示，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 非接觸式IC卡讀卡電路

Philips公司的MFRC500一種應(yīng)用于13.56MHz非接觸式通信中的高集成讀卡IC，該IC利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了13.56MHz下所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用Philips公司的MFRC500芯片作為核心，加上一定的外圍電路，構(gòu)成非接觸式IC卡讀卡電路，從而與主控單片機(jī)進(jìn)行對(duì)接，讀寫卡電路如圖2所示。

圖2 非接觸式IC卡讀卡電路圖

2.2 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元

系統(tǒng)中，外部存儲(chǔ)器采用的是AT24C256，它是一個(gè)256位串行E2PROM，內(nèi)部含有32768個(gè)字節(jié)，采用先進(jìn)的CMOS技術(shù)，實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗，內(nèi)部有一個(gè)64字節(jié)頁(yè)寫緩沖器，該器件通過I2C總線接口進(jìn)行操作。其存儲(chǔ)容量和簡(jiǎn)便的操作方式，完全滿足系統(tǒng)的需求。

圖3 系統(tǒng)流程圖

2.3 時(shí)鐘電路

本系統(tǒng)時(shí)鐘電路以DS1302芯片為核心，它是一款廉價(jià)的高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式，一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，內(nèi)含主電源后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓流充電的能力，能為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)和持續(xù)的計(jì)時(shí)，供系統(tǒng)計(jì)時(shí)扣費(fèi)提供基礎(chǔ)信息。

2.4 LCD顯示和鍵盤電路

因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中要顯示各場(chǎng)地使用等信息，選用了FYD12864液晶模塊，以漢字和圖形的方式顯示相關(guān)內(nèi)容。FYD12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，其顯示分辨率為128×64，內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。鍵盤的設(shè)計(jì)是采用行列式(矩陣式) 的鍵盤，用于輸入相關(guān)信息。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)主要顯示場(chǎng)地信息，采用中斷方式來查詢非接觸式IC卡讀卡電路的信息。單片機(jī)通過并口來控制非接觸式IC卡讀卡電路，鍵盤和LCD顯示電路。時(shí)鐘信號(hào)則由SPI口獲取，同時(shí)采用TWI對(duì)外部存儲(chǔ)電路采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)主要工作流程如圖3所示。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在低成本，高安全性。本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，可以大大的節(jié)約羽毛球館管理運(yùn)營(yíng)成本和管理的安全性和方便性。目前市場(chǎng)上還難以找到類似產(chǎn)品，該設(shè)計(jì)具有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

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