基于單片機控制的羽毛球館電子管理系統 設計

李志強，盛 健

九江學院電子工程學院，江西九江 332005

0 引言

九江學院電子工程學院室內田徑館二樓，有一個大型的羽毛球館，運營初期，計劃采用由計算機組成軟硬件系統進行管理。通過對比，發現系統軟硬件成本較高，外圍擴展也受很大限制。實際運營中，采用的是手工登記，該方法存在效率低，統計難度太，會員卡的安全性差等缺陷。基于這樣的應用背景，提出了一種價格低廉，操作簡單，安全性強的基于單片機的電子管理系統。

1 系統總體設計思路

整個系統分為主控制器、非接觸式IC卡讀卡電路、外部存儲器、時鐘電路、鍵盤和LCD顯示電路六個部分。由于系統外圍電路比較多，處理工作復雜，所需I/O端口較多，本設計采用AVR系列的ATMEGA128單片機，做為主控制器。ATMEGA128自帶有USART，SPI和TWI，便于對IC卡電路和外部存儲器等的操作。該系統的硬件結構如圖1所示。

圖1 管理系統結構框圖

當會員使用場地時，IC卡讀卡電路讀取會員卡的內容，將數據傳送給主控制器，主控制器根據從IC卡上讀取的信息，在外部數據存儲器中，查找相對應的會員卡的具體內容。管理人員可通過矩陣鍵盤，控制主控制器，開始對其使用的羽毛球場地計時和扣費，并將各片羽毛球場地使用信息在LCD或大型點陣屏上顯示，實現互動。

2 系統的硬件設計

2.1 非接觸式IC卡讀卡電路

Philips公司的MFRC500一種應用于13.56MHz非接觸式通信中的高集成讀卡IC，該IC利用了先進的調制和解調概念，完全集成了13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協議。在本系統設計中，使用Philips公司的MFRC500芯片作為核心，加上一定的外圍電路，構成非接觸式IC卡讀卡電路，從而與主控單片機進行對接，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 外部數據存儲器單元

系統中，外部存儲器采用的是AT24C256，它是一個256位串行E2PROM，內部含有32768個字節，采用先進的CMOS技術，實質上減少了器件的功耗，內部有一個64字節頁寫緩沖器，該器件通過I2C總線接口進行操作。其存儲容量和簡便的操作方式，完全滿足系統的需求。

圖3 系統流程圖

2.3 時鐘電路

本系統時鐘電路以DS1302芯片為核心，它是一款廉價的高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式，一次傳送多個字節的時鐘數據，內含主電源后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓流充電的能力，能為系統提供實時和持續的計時，供系統計時扣費提供基礎信息。

2.4 LCD顯示和鍵盤電路

因為在本系統中要顯示各場地使用等信息，選用了FYD12864液晶模塊，以漢字和圖形的方式顯示相關內容。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，內置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面。鍵盤的設計是采用行列式(矩陣式) 的鍵盤，用于輸入相關信息。

3 系統的軟件設計

單片機主要顯示場地信息，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。時鐘信號則由SPI口獲取，同時采用TWI對外部存儲電路采集數據，系統主要工作流程如圖3所示。

4 結論

本系統的優勢主要體現在低成本，高安全性。本系統的實現，可以大大的節約羽毛球館管理運營成本和管理的安全性和方便性。目前市場上還難以找到類似產品，該設計具有一定的市場推廣價值。

[1]師建英，郭寶增.淺談非接觸式IC卡—.金卡工程，2005(6).

[2]張友生.基于IC 卡的電子支付模型研究[J].計算機工程與應用，2002.

[3]李海華，等.用于非接觸式IC卡的高頻接口模塊設計[J].單片機與嵌入式系統應，2004(3).

[4]馬永翔.基于AVR單片機的高速公路收費系統設計[J].電氣傳動自動化，2008，30(4).