基于ZLG500的智能卡门禁系统设计

　　现在智能卡的应用越来越广泛，如校园一卡通系统、城市公交系统、大型会议签到系统、考勤系统、门禁系统等都使用了智能卡。本文以ZL G500读写模块作为卡与门禁机交换数据的接口模块，介绍了ZLG500在智能卡门禁系统中的应用。

　　一、读写模块ZLG500简介

　　1、ZLG500与MCU的接口原理

　　ZLG500模 块 采 用 Philips公 司 最 新 的 高 集 成ISO14443 读 卡 芯 片 MF RC500， 它 能 读 写 RC500内EEPROM，提供三线制SPI接口，并具有控制线输出端口，能与任何MCU连接。ZL G500与MCS51单片机的接口原理图如图1所示。此外该模块的EMC 性能优良，并且自带无源蜂鸣器信号输出，能用软件控制其输出频率及输出持续时间。

　　图中SCL K、SDATA、SS为ZL G500与MCU相连接的控制线，分别为时钟线、数据线和片选。主控制器的MCU和读卡模块内的MCU通过此三线相连。接口空闲时，主机的SS=1，SCL K=0，SDATA=0，而从机的SS=1，SCL K=1 ，SDATA=0 。其中SS和DATA都是双向的，而时钟线SCL K是单向的，即时钟只能由主控制器产生，该信号必须严格遵守时序规范，否则将出现通信错误，此时读卡模块必须释放该线。

　　SS还作为数据发送使能端。若一方有数据要发送给另一方，则该方控制SS线为低电平，并在发送结束后将该线置高电平。接收数据方不得控制该线，双方必须遵守通信协议，不得同时控制该线。

　　SDATA为数据线，由数据发送端控制数据，接收端必须释放该线。该线在一次传输开始时还同时作为数据接收端的响应信号。

　　2、ZLG500与MCU接口的时序及通信协议

　　ZLG500与MCU无论数据传输的方向如何，SPI线上信号的波形总是如图2所示。由图中可以看出，在SS为低时，时钟和数据线上的信号才有效;在SCL K为低时SDATA 化，在SCLK为高时SDATA应保持稳定。

　　以上传输中，从数据发送器请求开始至数据接收器响应的时间是不确定的，取决于接收器内的MCU是否忙，因此有必要设置看门狗定时器对数据接收器的响应进行监视。一旦接收器响应，则MCU必须根据数据传输方向，严格控制以下几个时间，以确保数据传输无误。

　　t1：数据接收器响应至MCU产生第一个SCLK上升沿的时间。

　　t2：2个字节传输之间SCL K低电平的持续时间。

　　t3：传输最后1个字节的最后1位的SCLK信号的上升沿至SS上升沿的时间。

　　tH：SCLK信号的高电平持续时间。

　　tL：SCL K信号的低电平持续时间。

　　在数据传输方向不同时，对时间t1、t2、t3、tH和tL都有不同的要求。

　　MCU与ZLG500的通信必须先由MCU发送命令和数据给ZLG500，ZLG500执行命令完毕后，将命令执行的状态和响应数据发回MCU。