论文总字数：15067字

摘 要

随着社会的进步和发展，信息的记录和管理对于我们来说越来越来越重要，尤其是在今天这个极为追求效率的时代，那么射频卡的作用就显得尤为突出，在生活中的应用也越来越普及。例如在工厂、学校、公司等这种需要验证和记录大量的身份信息的地方就会凸显出射频卡的用途。

本设计采用STC89C51系列的单片机STC89C52RC作为微控制器，而射频读写器模块则采用NXP的RC522芯片为设计的非接触式射频卡读写器模块，记录信息的载体则采用S50卡。读写器模块通过读取卡内的相关信息来完成对使用者身份信息的验证与记录。

关键词：STC89C52；S50卡；RC522

Design and Implementation of reader of Contactless RFID card

Abstract

With the development of society and technology,Recording and management information for us is more and more important,especially,today is a era who attaches importance to the effectiveness.the appearing of Radio Frequency Identification just to solve this problem,And the application in life become more and more popular.for example ,in the place where need to verify and record lots of identity will show the effectiveness of RFID.for example,in the factories,schools companies.

The STC89C52 of STC89C51 series is used as the micro controller in the design,the RC522 chip of NXP is signed as reader module in RFID,the S50 card is used for carrier of recording information.the reader module tests and records the information of the user by read the relevant information in the card.

Keywords:STC89C52;S50card;RC522

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 射频识别技术简介 1

1.2射频识别技术的应用 1

第二章 硬件选型与介绍 3

2.1 微控制器介绍 3

2.1.1 STC89C52单片机简介 3

2.2 MFRC522模块 4

2.2.1 RC522芯片 5

2.2.2 MFRC522模块 6

2.2.3 S50卡结构与工作原理 7

2.3 单片机与射频模块之间的通信 9

2.3.1 SPI通信方式工作原理 9

2.3.2 单片机与读写器模块连接引脚 9

第三章 读写器程序设计 11

3.1 总程序的设计 11

3.2 MFRC522子程序设计 12

第四章 功能测试 14

4.1 测试工具介绍 14

4.2 测试结果与结论 14

4.2.1 测试结果 14

4.2.2 测试结论 15

致 谢 16

参考文献（References） 17

第一章 引 言

无线射频识别技术（RFID）是一种产生于上世纪七八十年代的一种非接触式的自动识别技术，起初是诞生于雷达技术，经过不断地发展与完善形成了今天的RFID技术。本课题正是基于无线射频识别技术而设计的实物系统，本课题是用来考察毕业生对在大学阶段所学知识的运用能力，不仅如此，本课题的意义在于去认识和开发RFID这门技术，由于当今这个及其看中效率的时代使得我们需要去学习和开发RFID技术去服务于生活并且能够提升我们的生产效率。

射频识别技术在欧美以及日韩等发达国家的应用已经是相当成熟，在他们的社会的方方面面都有RFID的影子，比如在超市的购物过程中，他们在用这种技术将顾客的购物信息记录在一张卡片中省去了找零的麻烦，并且减少了在找零过程中花费的时间，让顾客不再需要去长时间的等待。还有其他方面，比如工厂，公交车，物流等方方面面中都应用了无线射频识别技术。近几年RFID在我国的使用也开始广泛应用，当今中国，RFID技术被广泛应用在生产、零售、物流、交通等各个行业，并且正以蓬勃的势头在发展，而且现阶段我国的电子商务间接带动了RFID在我国的应用和发展。但是，其展现出来的问题也有待解决，就比如说隐私安全的问题，由于射频卡会携带个人的一些隐私，那么大量的射频卡的使用会需要注意信息加密保护的问题，否则会造成严重的后果。

1.1 射频识别技术简介

射频识别技术是一种在雷达的基础上发展起来的无线电技术，二战之后便开始有人研究这种无线识别技术，起初是为了要将生产线上的产品进行便捷化的管理，而它的发展时期这是在上世纪七十到九十年代之间，在这三十年之间各个发达国家的经济的发展导致了需要一种技术去管理大量的信息，那么，射频识别技术就应运而生了，它是通过无线电信号去而不是通过接触目标物体去识别信号，射频识别技术只需要将实物的相关信息进行编码，让读写器去识别这个编码的而信息，从而检查信息的流程的时间可大大节约，而且由于制造技术的提升它可以工作在各种恶劣环境中，射频识别技术的优点有：信息存储容量大，保存时间长，而且不会轻易丢失，使用方便，可以根据需要去编辑或修改卡内的相关信息。射频识别技术系统的组成分为两部分，一是电子标签，二是读写器。电子标签由芯片和天线组成，能够存储一定量的信息并且支持修改，每一个电子标签都有唯一的编码。当RFID系统工作的时候读写器会发射一个特定的信号，当电子标签接收到这个信号之后会反馈一个回答信号，其中这个回答的信号中含有电子标签所储存的信息，读写器会对信息进行相应的处理，再写入其中。在RFID系统使用的工作频率上要考虑到干扰的问题，因为无线传输所使用的频率是有一定的范围的。由于RFID使用的工作平率要顾及其他的无线电服务，所以RFID只能使用ISM频率。在本设计中使用的频率为13.56MHz，它具有距离短、存储信息量大的特点，也是技术最为成熟的一种。

1.2射频识别技术的应用

就现今的社会发展而言，由于处在生产高度集中的时代，这就要求我们必须要管理好大量的信息，以替代传统的模式，并且提升工作效率。我们生活中有很多这样的例子，比如说工厂的门禁管理系统，因为每天有大量的员工要出勤，如果采用传统的方式记录的话会浪费大量的时间，那么生产效率会降低，所以要采用射频识别技术，采用射频识别技术之后出勤记录的效率和速度会大大提高。其地方也有RFID的应用，比如说现今蓬勃发展的物流行业，物流公司给它所运输的每一箱货物加上一个射频识别标签，有了这个标签，公司可以用全自动，成本效益高的方式对货物进行识别，计数和跟踪，出厂时用读写器读取并记录标签中的信息，当货物到达目的地的时候，检验人员只需要用读写器读取标签中的信息，再与出厂时采集的信息相对比无误之后就可以将货物发到顾客手中。

第二章 硬件选型与介绍

2.1 微控制器介绍

在非接触式射频卡读写器的设计当中，需要用微控制器来与MFRC522模块一起构成读写器，微控制器是读写器数据处理的控制中心，微控制器起着对系统初始化的作用，并且也需要对RC522进行初始化，使其达到开始工作的状态，因为微控制器是需要与射频模块进行一些数据上的交换的，所以它还要对天线以及相关寄存器进行操作。并且能够保证系统能够进行有序、稳定的工作。

2.1.1 STC89C52单片机简介

单片微型计算机简称单片机，英文全称为Single Chip Microcomputer，是典型的嵌入式微控制器（Micro Controller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，由于其执行任务的高效性和精确性，它最早被应用在工业控制领域。本课题使用的单片机为以Atmel芯片设计的STC89C52单片机。

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