摘 要本课题是基于市面上大多数相似控制系统的研究现状而提出的，旨在智能指环系统的平均性能水平方面进行大幅度的提升，经过了STC89C52单片机微处理器芯片的嵌入以及数个高性能模块电路的搭建，并且通过C语言程序代码的控制，实现了实现射频NFC卡的近距离无线读取、判别、NFC卡号显示以及智能开锁等功能。在硬件系统的设计方面，将整个智能指环系统划分成了STC89C52单片机最小系统电路部分以及参数显示子程序、报警子程序、射频卡感应子程序和计时子程序等部分，而在软件部分则通过主程序以及各个子程序的构建，并且将各个程序流程进行优化和提升，使得软件系统和硬件系统的合理搭配，使得本课题设计的这款智能指环系统表现出了优秀的工作效果。经过了多个角度并且反复的测试，这款系统无论在正常环境还是恶劣工作环境都能够长时间的稳定运行。
目录
一. 引言 1
（一） 智能指环的发展背景 1
（二） 智能指环的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二. 智能指环的方案设计 2
三. 系统硬件设计 3
（一） 智能指环主控电路设计 3
（二） NFC识别电路设计 5
（三） 参数显示电路设计 6
（四） 蜂鸣器电路设计 7
（五） DS1302时钟芯片电路设计 8
四. 系统软件设计 9
（一） 主程序设计 9
（二） NFC驱动子程序设计 10
（三） 液晶显示子程序设计 11
（四） 蜂鸣器子程序设计 12
（五） DS1302驱动子程序设计 12
五. 实物安装与调试 14
（一） 实物安装 14
（二） 实物调试 17
结束语 19
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元器件列表 25
附录四 实物图 26
附录五 源程序 27
引言
智能指环的发展背景
在智能指环系统的发展背景中不可或缺的 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
一个关键器件就是它的主控微处理器芯片，产品开发人员往往对单片机、基于ARM内核的微处理器、DSP数字处理器或者FPGA等主控芯片较为青睐，选取出这些芯片中性价比较高、性能较为突出的一些型号，将其嵌入到智能指环系统的主控部分，通过性能流畅的程序代码施加控制，从而通过技术手段将这些芯片的最大功效得以发挥，对智能指环系统所要表现的各项功能得以表现，这也就是我们今天能够在市面上见到的大多数智能指环系统的样子。本课题将对一款通过STC89C52单片机芯片作为核心运算处理器的智能指环系统做详细的研究和设计，之所以在众多的常用微处理器芯片中选择STC89C52单片机芯片来作为主控是考虑到前人的研究基础以及现有阶段市场上大多数产品所表现出的优缺点等因素，本课题认为能够通过STC89C52单片机芯片的控制实现各项的预期课题目标，并且能够对一些智能指环系统常见的缺陷进行优化和避免，对目前市面上一些优秀的设计案例进行进一步的性能提升，同时这也是本课题提出的目的和意义。通过对该系统的整个发展背景来看，从最初的传统型智能指环系统到现如今的数字化或者称之为智能化智能指环系统，无论这种系统被设计的多么优秀，还是软硬件设计师考虑的多么周到，智能指环系统在工作过程中总会表现出各种各样的故障，最为常见的就是系统运行过程中的死机现象，所谓的死机现象就是指微处理器内部的程序代码出现跑飞现象，不能够按照程序设计员所规划的程序执行流程工作，一旦出现死机现象，系统是无法继续正常工作的，这种现象是从单片机系统出现到目前发展成熟的操作系统中都会出现的一个无法避免的现象，综合智能指环系统容易出现这些故障的原因，主要有两条重要原因，第一是主控微处理器芯片自身性能所限制的，无论是早期的低端微处理器芯片还是现在的32位或者64位微处理器，其内部的资源都非常有限，尤其是用于存放程序变量的RAM存储区域，这个区域的空间大小在很大程度上能够决定智能指环系统的复杂程度，如果在理想情况下这个区域能够被设计的足够大，那么智能指环系统就能够实现更为复杂的功能。第二个原因则是程序设计员自身的资质水平的原因，不当的内存操作将会引起各种各样的死机现象，所以程序设计员非常有必要考虑到这一点。本课题将在前人工作的基础上，选择了一款性价比很高的STC89C52单片机，实现一款智能指环系统。
智能指环的国内外发展现状
通过对一份资料的调研可以总结出，近年来国内许多研究所或者企业都开始了对于智能指环系统的研究，经过了这几年的研究推出了一些中高端性能的智能指环系统，与此同时他们也正在对国外的先进传感器研发技术进行学习和掌握，期盼有朝一日能够自主设计出高端电路模块，将其植入到智能指环系统中。国内外许多专家学者都有对智能指环系统的研究，结合科学技术的发展现状，设计师们能够从当前市面上选择出合适的微处理器芯片以及高性能传感器模块等，构建出较高性能的智能指环系统。智能指环系统在最近几年时间内在性能方面取得了巨大的提升，另外在成本方面，通过对目前市面上中高低端三种不同级别的智能指环系统进行调查后发现，业内整体的成本水平正在呈现不断下降的趋势，但是性能却在不断提升。
本文主要研究内容
本次毕业设计将要实现的是一款能够实现点阵显示、蜂鸣式报警、卡片感应和计时的单片机控制系统，将采用STC89C52单片机来作为控制器，并设计了LCD1602液晶屏电路、蜂鸣器识别提示音电路、NFC识别电路和RTC计时电路等子电路模块，通过这些电路的构建实现了如下的功能指标：
1.能够通过与STC89C52单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将NFC识别到的数据显示在屏幕上；
2.能够设计一个识别提示音电路，并且能够通过STC89C52单片机管脚的驱动控制识别提示音电路的工作状态，当NFC卡片识别成功后进行滴滴声音的提示；
3.能够实现PN532型的NFC模块驱动电路设计，在STC89C52单片机内部构建软件形式的SPI接口对该NFC进行驱动，实现对NFC卡片信息的快速读取；
4.能够使得智能指环系统快速获取到准确的时间日期信息，并且用户可以对时间日期信息进行灵活设置。
智能指环的方案设计
在对智能指环系统的硬件电路和软件系统进行设计之前，为了能够更加方便的对各个功能模块进行实现，这里需要对智能指环系统的总体实现方案以及各个功能子模块的实现方案进行设计，通过绘图软件绘制了下图中的结构框图，由于STC89C52单片机是主控核心，所以各个功能子模块都与主控微处理器之间有信号交互，要实现STC89C52单片机的主控功能，还需要将图中的复位电路和晶振电路两个子模块与STC89C52单片机芯片进行连接，其它各个模块的功能是：PN532传感器在单片机的控制下将能够实现近距离数据的快速收发和识别功能，PN532将以13.56MHz射频频率作为载波，将待接收和发送的数据以NFC协议调制到该频率后通过板载天线进行传输，智能指环与周围NFC设备的通信功能将在此无线信道进行实现。液晶屏显示电路用于实现点阵显示的功能，该部分采用了LCD1602液晶屏集成模块，单片机通过并行总线对其进行驱动，在本课题中主要用于实现NFC卡号等数据的显示。DS1302计时电路用于实现北京时间计时的功能，软件系统在每个主循环中将对DS1302的时间数据进行读取，从而获取到准确的时间信息，为智能指环系统提供日期时间显示功能。本课题还专门配置了一个继电器部分，用于模拟锁阀功能，在智能指环工作过程中，如果NFC卡片与PN532识别模块之间的身份识别成功并合法后，系统将闭合继电器来模拟开启锁阀。蜂鸣器识别提示音电路用于实现发出NFC刷卡提示音的功能，当用户持NFC卡片靠近PN532型NFC模块时，识别成功过程中单片机将通过GPIO管脚输出高低电平来驱动蜂鸣器发出两声滴滴声，进行NFC识别状态的提示。

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