基于单片机控制的羽毛球馆电子管理系统 设计

李志强，盛 健

九江学院电子工程学院，江西九江 332005

0 引言

九江学院电子工程学院室内田径馆二楼，有一个大型的羽毛球馆，运营初期，计划采用由计算机组成软硬件系统进行管理。通过对比，发现系统软硬件成本较高，外围扩展也受很大限制。实际运营中，采用的是手工登记，该方法存在效率低，统计难度太，会员卡的安全性差等缺陷。基于这样的应用背景，提出了一种价格低廉，操作简单，安全性强的基于单片机的电子管理系统。

1 系统总体设计思路

整个系统分为主控制器、非接触式IC卡读卡电路、外部存储器、时钟电路、键盘和LCD显示电路六个部分。由于系统外围电路比较多，处理工作复杂，所需I/O端口较多，本设计采用AVR系列的ATMEGA128单片机，做为主控制器。ATMEGA128自带有USART，SPI和TWI，便于对IC卡电路和外部存储器等的操作。该系统的硬件结构如图1所示。

图1 管理系统结构框图

当会员使用场地时，IC卡读卡电路读取会员卡的内容，将数据传送给主控制器，主控制器根据从IC卡上读取的信息，在外部数据存储器中，查找相对应的会员卡的具体内容。管理人员可通过矩阵键盘，控制主控制器，开始对其使用的羽毛球场地计时和扣费，并将各片羽毛球场地使用信息在LCD或大型点阵屏上显示，实现互动。

2 系统的硬件设计

2.1 非接触式IC卡读卡电路

Philips公司的MFRC500一种应用于13.56MHz非接触式通信中的高集成读卡IC，该IC利用了先进的调制和解调概念，完全集成了13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。在本系统设计中，使用Philips公司的MFRC500芯片作为核心，加上一定的外围电路，构成非接触式IC卡读卡电路，从而与主控单片机进行对接，读写卡电路如图2所示。

图2 非接触式IC卡读卡电路图

2.2 外部数据存储器单元

系统中，外部存储器采用的是AT24C256，它是一个256位串行E2PROM，内部含有32768个字节，采用先进的CMOS技术，实质上减少了器件的功耗，内部有一个64字节页写缓冲器，该器件通过I2C总线接口进行操作。其存储容量和简便的操作方式，完全满足系统的需求。

图3 系统流程图

2.3 时钟电路

本系统时钟电路以DS1302芯片为核心，它是一款廉价的高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式，一次传送多个字节的时钟数据，内含主电源后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓流充电的能力，能为系统提供实时和持续的计时，供系统计时扣费提供基础信息。

2.4 LCD显示和键盘电路

因为在本系统中要显示各场地使用等信息，选用了FYD12864液晶模块，以汉字和图形的方式显示相关内容。FYD12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其显示分辨率为128×64，内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集，利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。键盘的设计是采用行列式(矩阵式) 的键盘，用于输入相关信息。

3 系统的软件设计

单片机主要显示场地信息，采用中断方式来查询非接触式IC卡读卡电路的信息。单片机通过并口来控制非接触式IC卡读卡电路，键盘和LCD显示电路。时钟信号则由SPI口获取，同时采用TWI对外部存储电路采集数据，系统主要工作流程如图3所示。

4 结论

本系统的优势主要体现在低成本，高安全性。本系统的实现，可以大大的节约羽毛球馆管理运营成本和管理的安全性和方便性。目前市场上还难以找到类似产品，该设计具有一定的市场推广价值。

[1]师建英，郭宝增.浅谈非接触式IC卡—.金卡工程，2005(6).

[2]张友生.基于IC 卡的电子支付模型研究[J].计算机工程与应用，2002.

[3]李海华，等.用于非接触式IC卡的高频接口模块设计[J].单片机与嵌入式系统应，2004(3).

[4]马永翔.基于AVR单片机的高速公路收费系统设计[J].电气传动自动化，2008，30(4).