下面的圖４３－１是此次使用Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ板和型號為RC522的RFID讀寫器之ＲＦＩＤ門禁管制系統完整電路圖，為了和前一篇同樣使用Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ板，但使用YHY502CTG或是CY14443C這兩款RFID讀寫器的系統作個比較，筆者特地把之前製作系統的電路圖附在後面(如圖４３－２所示)；除了使用RFID讀寫器不同之外，基本上兩者差異不大。不過其中最主要的不同點，就是在４Ｘ４鍵盤電路部份多了幾顆電阻，這部份也是本次製作最重要的改進之處，讀者們可以比較一下兩者４Ｘ４鍵盤電路部份之間的差異，前者也就是本次製作的電路中，這個４Ｘ４鍵盤電路並沒有所謂的掃瞄輸出腳，剩下的只有一根類比輸入腳A0而已；後者除了這根類比輸入腳A0，還有作為掃瞄輸出的四根數位輸出腳(D15~D18)，這個部份的動作原理在後面會有詳細的說明。
圖４３－１．使用RC522的RFID讀寫器之門禁管制系統電路圖
圖４３－２．使用YHY502CTG(CY14443C)之門禁管制系統電路圖
圖４３－３．Arduino Uno板外觀符號比對電路圖
在前一篇的文章中我們已經討論過當所使用的單晶片微電腦由８０５１改成Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ板時會面臨的問題，就是這片模組板的Ｉ／Ｏ接腳不夠用，不過在筆者將鍵盤掃瞄電路所使用到的接腳由８根改進成５根後，就可以解決這個Ｉ／Ｏ Ｐｉｎ腳不足的問題！因此最後筆者當然還是選用了最小片的Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ板，而不是其它比較大如Mega 2560等的模組板。
在我們第一次使用８９Ｓ５１的系統中，連接到它的元件及使用到的接腳總共有：
１．ＬＣＤ顯示器：Ｄ７～Ｄ０及ＥＮ、Ｒ／Ｗ、ＲＳ與背光共１２隻接腳
２．４Ｘ４鍵盤：４隻掃瞄輸出與４隻掃瞄輸入共８隻接腳
３．ＲＦＩＤ：ＴＸ、ＲＸ及ＳＩＧ共３隻接腳
４．２４Ｃ０２：ＳＤＡ與ＳＣＬ共２隻接腳
５．蜂鳴器、電鎖輸出及初始設定輸入：共３隻接腳
也就是說總共會使用到２８隻Ｉ／Ｏ接腳，這對８９Ｓ５１這顆單晶片微電腦(總共有32根I/O接腳)來說是綽綽有餘，所以不用擔心Ｉ／ＯＰｉｎ腳不夠用的問題。
然而以標準的Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ板來說一共只有１４隻數位接腳(Ｄ０～Ｄ１３)與６隻類比接腳(Ａ０～Ａ５)，亦即加一加總共只有２０隻Ｉ／ＯＰｉｎ接腳可以使用；而且其中的Ｄ０(ＲＸ０)和Ｄ１(ＴＸ０)還同時作為程式燒錄與偵錯的串列傳輸介面之用，一般來說除非很有把握，不然基本上都會建議保留不要拿來作其他用途，否則在開發階段當遇到問題時可能會很難處理。其實那６隻類比接腳(Ａ０～Ａ５)是可以作為數位接腳使用，按照Ａｒｄｕｉｎｏ官方內部所提供的資料，這６隻類比接腳數位腳如果拿來當作數位接腳用的話，其編號是Ｄ１４～Ｄ１９，也就是說林林總總加起來扣去Ｄ０(ＲＸ０)和Ｄ１(ＴＸ０)這兩２隻接腳後，可用的Ｉ／ＯＰｉｎ腳共有１８根。如果以前面的計算結果(共使用到２８隻Ｉ／ＯＰｉｎ腳)來看，由於Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ板上的ATmega 328單晶片內部已經見有1K的S-EEPROM，所以可以扣掉原來使用在２４Ｃ０２的ＳＤＡ與ＳＣＬ這２隻接腳，這樣一來直接使用標準的Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ板的話就只差８隻Ｉ／ＯＰｉｎ腳(即２８－１８－２＝８)。
很幸運的一般我們所使用的文字型的ＬＣＤ顯示器都具有所謂的４位元的資料匯流排介面模式可以使用，而且Ａｒｄｕｉｎｏ開發整合軟體的程式庫中也提供了４位元資料匯流排介面的指令，再加上Ａｒｄｕｉｎｏ的ＬＣＤ顯示器內建程式庫指令中有很多可以不用Ｒ／Ｗ這根接腳，因此我們就可以省下５隻接腳(即使用於ＬＣＤ顯示器的D0~D3和R/W)，如此一來離目標只差３隻接腳了。在前一篇的製作中筆者上窮碧落下黃泉的搜尋與研究之後，終於設計出一個可以只用５隻接腳就可完成的４Ｘ４鍵盤掃瞄電路，也就是說那最後不足的３隻接腳就有著落了！這麼一來我們的系統就可以使用Ａｒｄｕｉｎｏ家族中最小一塊的Ｕｎｏ模組板作為我們此次製作的系統晶片板了。
然而當我們所使用的RFID讀寫器從YHY502CTG或是CY14443C這兩款改成RC522時新的問題又出現了！這次仍然是／Ｏ Ｐｉｎ腳不足，因為RC522這個模組使用的是所謂的SPI介面，在我們所使用的RC522函式庫中，作者提供了這個模組在不同Arduino模組板中所使用的Ｉ／Ｏ Ｐｉｎ腳(如表一)資料，可是不管是那一種模組板都必須使用到５隻Ｉ／ＯPin腳，而原來使用的YHY502CTG或是CY14443C這兩種則使用了３根接腳(即TX、RX與SIG)，也就是說我們又不夠兩隻接腳！
* Typical pin layout used:
* ------------------------------------------------------------
* MFRC522 Arduino Arduino Arduino
* Reader/PCD Uno Mega Nano v3
* Signal Pin Pin Pin Pin
* ------------------------------------------------------------
* RST/Reset RST 9 5 D9
* SPI SS SDA(SS) 10 53 D10
* SPI MOSI MOSI 11 / ICSP-4 51 D11
* SPI MISO MISO 12 / ICSP-1 50 D12
* SPI SCK SCK 13 / ICSP-3 52 D13
*/
表一、ＲＣ５２２在不同Arduino模組板中所使用的Ｉ／Ｏ Ｐｉｎ腳
在我們的系統中如果想要在不增加額外零件的條件下去減少Ｉ／Ｏ Ｐｉｎ腳的使用，最可能的方法就是再從４Ｘ４鍵盤掃瞄電路上下手，其實很久之前就有人提出只要透過電阻矩陣分壓的方式，便可以只使用一根類比輸入接腳完成４Ｘ４鍵盤掃瞄電路，只是筆者看到的是理論性的示意電路圖，其中的電阻並沒有標示實際電阻值；由於筆者之前曾嘗試測試過幾種不同的電組阻值組合，可是都宣告失敗，所以才會有上一次那種折衷式使用５隻Pin腳的４Ｘ４鍵盤掃瞄電路。
俗語說「狗急跳牆，人急懸樑」，這一次的製作雖然說沒慘到那種程度，不過以筆者不服輸的脾氣就是不想輕言放棄，所以在幾次的重新設計與測試之下，終於讓筆者找出一個新的電路出來，實現了這種只使用一根類比輸入接腳的４Ｘ４鍵盤掃瞄電路，而所需付出的額外代價只是多３個電阻而已，這樣的成本效益不可謂不大吧！而且這麼一來我們的系統還多出了２根沒有用到的接腳，可以留作以後功能擴充之用。詳細的電路工作原理就留到後面４Ｘ４鍵盤掃瞄電路設計部份再為各位讀者作說明，
接著就讓筆者依序說明我們這次製作的系統電路內容與工作原理。
四．１ Arduino Uno板主體電路
在筆者之前一系列的專題製作中所有的電路圖都是使用Ｐｒｏｔｅｌ這個軟體來繪製，可是在遇到Ａｒｄｕｉｎｏ這個族系的模組板時，大部份人都會使用Ｆｒｉｔｚｉｎｇ，主要的原因是這個電路繪圖軟體是開放式的免費綠色軟體，而且圖面清楚又美觀，更具有立體感，再加上對Ａｒｄｕｉｎｏ系列所有的模組板具有完整的支援，所以坊間有提到Ａｒｄｕｉｎｏ系列模組板的文章大都使用這個軟體來繪製系統電路；此外連教育部的”校園自由軟體數位資源推廣中心”網站中也建議及提供這個軟體的網址讓人可連接下載，由此可見這應該是個不錯的軟體，因此建議有興趣的讀者不妨到它的官方網站(網址為”http://fritzing.org”)去下載來試試看。
不過理想和實際總是有些差距，Ｆｒｉｔｚｉｎｇ這個軟體雖然很不錯，可是當筆者在繪製本次製作的電路時卻發現，它並沒有現成的４Ｘ４鍵盤這個零組件可以用，當然我們可以用１６個單獨的按鈕來完成，可是在連接線路時就有些麻煩與複雜，當然我們是可以自己新建一個４Ｘ４鍵盤這個零組件，不過由於筆者對於Ｆｒｉｔｚｉｎｇ這個軟體還不太熟稔，所以最後還是決定用之前的Ｐｒｏｔｅｌ這個軟體來繪製本次製作的電路圖。
為了呈現原汁原味的Arduino系統，所以筆者也把前一次製作的圖４３－２電路中作為UNO模組板代表的ATMega328晶片改回原來的UNO模組板外觀圖，為了讓讀者們能比對原始UNO模組板與筆者所製作的零件符號外觀的異同，筆者特地將兩者並列在圖４３－３中，這樣大家應該就可以比較容易的看出其中的接腳名稱與位置；為了方便接線，所以一些接腳的位置也略有更動，如果曾看過前一篇製作的讀者，還請注意一下其中的差異！
從圖４４的Ｕｎｏ板外觀圖中我們可以看到，位在模組板上方的是編號為Ｄ０～Ｄ１３的數位(Digital)輸出／入腳，其中的Ｄ０、Ｄ１還具有ＲＸ０、ＴＸ０也就是與電腦連接的串列傳輸(ＵＡＲＴ)功能；而右下方則是Ａ０～Ａ５六隻類比輸入(Analog In)接腳，這六隻接腳也可作為Ｄ１４～Ｄ１９數位(Digital)輸出／入腳之用。其中編號為Ｄ１３的數位(Digital)輸出／入腳在板子上有內建並接一顆ＬＥＤ燈，正好位在Ｄ１３腳下方標有’Ｌ’這個字元的右方，因此一般來說除非必要這隻接腳最好當成輸出腳用，以免外界的輸入驅動能力不足。此外Ｄ０、Ｄ１與這兩隻作為與電腦作串列傳輸連接的腳也各並接了一顆ＬＥＤ燈(位在上一顆ＬＥＤ燈的下方)，並分別標上ＴＸ(Ｄ１)與ＲＸ(Ｄ０)的文字，如果使用不慎就可能造成程式下載燒錄時的異常，所以除非很有把握，否則是不建議隨便拿來使用。
圖４４．Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板外觀圖
圖４５是Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板在Ｆｒｉｔｚｉｎｇ軟體中的概要電路圖，要注意它並非顯示ATMega328單晶片微電腦的外觀接腳，所以也看不到振盪晶體(頻率為16MHz)與重置(Reset)電路，這是因為它們已經內建在Ｕｎｏ模組板了，讀者們可不要誤會ATMega328單晶片微電腦可以不使用這些電路；而且上方的５Ｖ與３Ｖ３是對外輸出的電壓接腳，可供一些小電流的零組件使用，其電源電壓的來源有二，一是從電腦ＵＳＢ接座所提供(在圖４５中是看不到，一般來說受限於電腦的ＵＳＢ插座的規範，它的總負載電流不能超過５００ｍＡ)，一是從上方標示為ＶＩＮ的接腳輸入，此電壓輸入接腳官方建議的電壓輸入範圍為７～１２Ｖdc。如果比對兩張圖可看出，圖４５的電路概要圖接腳其實就是圖４４的外觀圖中上下兩排的牛角排針母座的部份，而我們在使用與設計程式時，也只需要注意及了解這兩排接腳的意義與功能即可。
圖４５．Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板概要圖
在Ａｒｄｕｉｎｏ一系列的模組板中幾乎都使用１６ＭＨｚ的石英晶體當作單晶片的時脈信號來源，由於Ａｒｄｕｉｎｏ的開發語言是類似Ｃ的高階語言，在它的內建程式庫中已經把一些跟硬體時間有關的部份建構得很完整，因此使用者只要在開發階段選對模組板的型號就可以，不必去考慮實際硬體的詳細規格與內容，如此一來對許多開發者來說可是一大福音，而這也就是為何很多非電子、電機科班出身的人喜歡使用Ａｒｄｕｉｎｏ設計他們的產品的原因之一。
四．２ ４Ｘ４鍵盤輸入電路
圖４６．４Ｘ４鍵盤輸入電路圖
在本次的製作中鍵盤輸入電路可說是一大特點，因為筆者以和傳統完全不一樣的方式設計了這個４Ｘ４鍵盤電路，不僅發揮了Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的優點，更精簡了電路的複雜度。所謂的４Ｘ４鍵盤就是把１６個按鍵以４行４列的方式排列，然後將此４行４列按鍵的接腳以垂直和水平的方向並接在一起，構成對外只有８根接腳的一種架構，這樣一來只需８根Ｉ／ＯＰｉｎ接腳就可以偵測到１６個按鍵的輸入，當然要付出的代價就是軟體程式會變得比較複雜。一般我們在使用時並沒有規定那些腳要當成輸出那些腳要當作輸入，全看使用者自己的規畫；不過一般都是４根掃瞄輸出腳配４個掃瞄輸入腳，否則會無法全部偵測到。
可是在圖４６的電路圖中讀者們可以發現，整個４Ｘ４鍵盤只用了１條Ｉ／ＯＰｉｎ接腳(即圖中的Analog_In，也就是Uno板的A0輸入腳)，在４Ｘ４鍵盤的下方有４個１０Ｋ電阻(RK1~RK4)所組成的分壓電路，分別接到４Ｘ４鍵盤四組垂直共同點上，而水平共同點則直接或是透過RK5~RK7這３個電阻接到VCC5V。這個電路的工作原理其實很簡單，以圖４６的電路來說，４Ｘ４鍵盤最上面一排按鍵(即按鍵’1’~’3’與’A’)的水平共同接腳是接在VCC5V上，所以當這四個按鍵分別被按下時，透過RK1~RK4這四個電組所組成的分壓電路，在A0輸入腳所得到的電壓分別為:
按鍵‘1’ 🡺 VCC5V (VCC5V直接接在RK1上)
按鍵‘2’ 🡺 VCC5V/2 (RK1與RK2兩個10K電阻分壓)
按鍵‘3’ 🡺 VCC5V/3 (RK1~RK3三個10K電阻分壓)
按鍵‘A’ 🡺 VCC5V/4 (RK1~RK4四個10K電阻分壓)
而上面第二排按鍵(即按鍵’4’~’6’與’B’)的水平共同接腳則是經過一40K的電阻(即R7)接在VCC5V上，所以當這四個按鍵被按下時，再透過RK1~RK4這四個電組所組成的分壓電路，在A0輸入腳所得到的電壓分別為:
按鍵‘4’ 🡺 VCC5V/5
按鍵‘5’ 🡺 VCC5V/6
按鍵‘6’ 🡺 VCC5V/7
按鍵‘B’ 🡺 VCC5V/8
經過上述方式的推演，我們可得到表二的結果，也就是４Ｘ４鍵盤的１６個按鍵被按下時UNO板的A0類比輸入上所得到的電壓值，而其中最重要的一點，就是這１６個按鍵電壓值都是唯一且沒有相同的！如此一來我們便可以透過測量A0這根類比輸入腳的輸入電壓值來決定是那一個按鍵被按下，這樣我們就可以只使用一隻類比輸入腳來完成我們的４Ｘ４鍵盤輸入電路。
表二、４Ｘ４鍵盤按鍵值與分壓電壓之對照
在表二中所有的分壓電壓值是以電源電壓也就是VCC5V的比例值來表示，如果使用不同的Arduino模組板，可能會使用不同的電源電壓，如３.３Ｖ等，只要是RK5~RK7這３個電阻的右端共同點是接到Arduino模組板的電源電壓，而且在做類比轉換時所使用的參考電壓是預設值(DEFAULT)，則轉換出來的值都會一樣。詳細的測量與轉換過程會在後面軟體程式設計部份為各位說明。
四．３ ＬＣＤ顯示器部份電路
圖４７．ＬＣＤ顯示器部份電路圖
這次的專題製作我們是使用市面上常見的英文字形ＬＣＤ顯示器，這個ＬＣＤ顯示器可顯示２行每行２０個字元；至於它對外共有８根資料腳(D0～D7)與３根控制腳(即致能腳ＥＮ、讀寫控制腳Ｒ／Ｗ和暫存器選擇腳ＲＳ)，一般來說這類的ＬＣＤ顯示器可使用８或４位元(Ｄ４～Ｄ７)的資料匯流排；由於Ａｒｄｕｉｎｏ開發工具已提供了許多跟ＬＣＤ顯示器有關的指令及副程式，而且有些可以只使用４根資料匯流排(使用ＬＣＤ顯示器資料匯流排的Ｄ４～Ｄ７腳)，此外如果不去作任何讀取ＬＣＤ顯示器的動作的話，還可以將ＬＣＤ顯示器的讀寫控制腳(Ｒ／Ｗ)直接接到低電位(即只作寫入動作)以省去額外的接腳；為了節省Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的Ｉ／ＯＰｉｎ接腳，本次製作筆者會使用４根資料匯流排(Ｄ４～Ｄ７)與２根控制腳(致能腳ＥＮ和暫存器選擇腳ＲＳ)共６條Ｉ／ＯＰｉｎ腳的內建副程式來控制ＬＣＤ顯示器。
在圖４７的ＬＣＤ顯示器部份電路圖中，ＬＣＤ顯示器的Ｄ４～Ｄ７腳直接接到Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的Ｄ４～Ｄ７腳，至於暫存器選擇腳(ＲＳ)、和致能腳(ＥＮ)這２隻控制腳，則是分別接到Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的Ｄ３、Ｄ２腳。筆者所使用的ＬＣＤ顯示器是有背光的類型，而這個背光的光源是採用ＬＥＤ顯示器，它們的電源腳分別是１５(ＶＤＤ)與１６(ＧＮＤ)腳；依筆者實際測試的結果，最好在外面加上一個限流電阻，或是像圖５０那樣使用電晶體去控制導通與否，否則如果直接接到像是５Ｖ這樣的電壓上的話，就可能發生短路現象而燒毀。在本次的製作中ＬＥＤ顯示器的背光電源是透過Ｑ２這個型號為９０１２的ＰＮＰ電晶體來控制，而此Ｑ２的基極(Base)是接到Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的數位Ｄ８腳，如果要讓ＬＣＤ顯示器的背光點亮，此數位Ｄ８腳必須輸出低態(Low)電壓，讓Ｑ２這個ＰＮＰ電晶體的導通，使ＬＣＤ顯示器背光電源腳(Pin １５／ＶＤＤ)連接到ＶＣＣ５Ｖ上。
在圖４７中ＬＣＤ顯示器的第３腳(名稱為”VO”)是所謂的對比控制電壓腳，這主要是用來調整ＬＣＤ顯示器所顯示文數字元的視角與對比，或者說顏色的濃淡，如果空接的話在ＬＣＤ顯示器的螢幕上會看不到任何東西出現；一般都是使用一個１０ＫΩ的半固定電阻去調整ＬＣＤ顯示器上文數字元顏色的濃淡，如果一時找不到１０ＫΩ的半固定電阻可以把它直接接到地點(ＧＮＤ)，不過這麼一來ＬＣＤ顯示器上所顯示的文數字元會顯得太黑了一點，所以除非不得已筆者不建議這樣使用。
四．４ 蜂鳴器、電鎖與出廠設定部份電路
圖４８．電鎖與蜂鳴器部份電路圖
在筆者的一些製作中幾乎都會使用到蜂鳴器，它可算是我們系統中一個標準配備了；一般蜂鳴器分為兩類，一種是已經內建頻率產生器及驅動電路，只要接上電源就會發出固定頻率的聲音，這種稱為自激式蜂鳴器；另外一種其內部結構只是單純的線圈加上振動簧片，如果加上電源只會聽到’叩”的一聲，所以必須由外部提供交流信號以產生連續的頻率聲音，這種稱為他激式蜂鳴器；前面的自激式蜂鳴器使用起來很簡單，不過價格較貴，而且所發出的聲音頻率無法改變；而後者他激式蜂鳴器必須外加驅動電路及產生聲音的頻率信號，相對的價格便宜，而且可以依使用者的需求發出各種不同頻率的聲音。在此筆者使用的是後面他激式蜂鳴器，一則省錢，再者彈性比較大，當然程式也就必須跟著配合了。
上述的蜂鳴器如圖４８所示是接到Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的Ａ１腳(等於數位的Ｄ１５腳)，由於Ｕｎｏ模組板每一個Ｉ／Ｏ埠腳可輸出４０～５０ｍＡ的電流，這對之前所使用的８０Ｘ５１單晶片微電腦來說算是大很多了，可是像蜂鳴器這類的元件來說一般導通時電流可能到幾百ｍＡ的大小，也就是說Ｕｎｏ模組板的Ｉ／Ｏ埠腳還是法直接驅動蜂鳴器，為了安全起見筆者還是決定加一個編號為Ｑ１的ＰＮＰ小黑豆型的電晶體(9012)去推動它；所以會選用ＰＮＰ的電晶體，主要的原因是因為筆者在製作時沿用之前８９Ｓ５１單晶片微電腦實驗板上的電路，，如果改用ＮＰＮ電晶體的話也是可以，只是要記得程式輸出位準也要跟著改變。
一般使用在門禁控制的電磁鎖其工作電壓幾乎都是直流ＤＣ１２或Ｖ２４Ｖ，甚至有些是直接使用交流１１０ＶＡＣ的市電，不管那一種都不是Ｕｎｏ模組板可以直接推動的，即使使用電晶體也不見得可以都通用，所以在此筆者使用了一個繼電器(即圖４８中的”RL1”)去驅動它；由於繼電器的輸出接點和我們的系統可以完全隔離，因此不管使用者所採用的電磁鎖工作電壓是幾伏特都可以使用在我們的系統中。為了簡化我們系統的電源電路所以圖４８中的”RL1”這個繼電器是使用５Ｖ的工作電壓，其接點電流一般只要有５Ａ以上就可以推動大部份的電磁鎖了，這種規格的繼電器算是一個很小型的繼電器。即使是這樣的小型繼電器，Ｕｎｏ模組板的Ｉ／Ｏ埠腳也是無法直接推動，所以還是必須加上一個小黑豆型的電晶體(即圖４８中編號為號為”Q3”的2SC945ＮＰＮ電晶體)作電流放大而之用，而此”Q3”ＮＰＮ電晶體Ｂ的極是由接到Ｕｎｏ模組板的Ａ２腳(即數位的Ｄ１６腳)。
不管是電磁鎖或是繼電器，都是靠電感性的線圈所產生的磁力來動作，當電源切斷時，電感性的線圈都會產生所謂的反電動勢電壓，而且切斷的時間越短反電動勢電壓越高，為了避免這個高壓將驅動的用零件(如圖４８的”Q3”)擊穿或燒毀，一般都會在線圈上並連一個和工作電壓極性顛倒的二極體(一般稱為飛輪二極體)作為放電之用，這就是圖４８中繼電器線圈(RL1)旁的”D4”和電磁鎖線圈旁”D5”這兩個二極體的功用。
在圖４８中Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的Ａ３腳接到了一個名為JP_MASTER的短路接頭(Jumper)，這是系統初始化的設定接腳，由於Ｕｎｏ模組板的Ｉ／Ｏ埠腳設定為輸入時是真正高阻抗輸入，而且是浮接狀態，所以我們最好在外面加上一個提昇電阻(即圖４８中編號為為Ｒ３的１０Ｋ電阻)，以免在空接時狀態不確定。當我們的系統要作出廠的初始化設定時，必須在電源接上開機前先將此短路接頭短接至地電位，當系統程式在開機測試完後(即圖３的畫面)會偵測這個接腳的狀態，以決定是否要進行出廠的初使化設定；如果短路接頭(Jumper)被短接則輸入狀態是低電位，便會執行初始化設定的功能，反之則是正常的門禁管制功能；一般在出廠後應該讓這個短路接頭保持在開路的狀態，否則系統將無法正常的使用。
四．５ ＲＦＩＤ讀寫器模組部份電路
本次製作所使用的RC522模組的外觀如照片１所示，其對外的接腳由上而下依序為：
Pin Num. 1 2 3 4 5 6 7 8
3.3V RST GND IRQ MISO MOSI SCL SDA
除了3.3V的電源與地點之外，只有第4腳的”IRQ”沒有被用上；還好我們的UNO模組板有提供3.3V的電源輸出，這樣一來我們就不用再準備一個3.3V的穩壓電路。我們採用的這片RC522模組板使用的是所謂的ＳＰＩ介面，在Ａｒｄｕｉｎｏ家族系列所有的模組板都只有一組ＳＰＩ介面，而且佔用了固定的Ｉ／Ｏ接腳，所以讀者們務必按照前面表一的所列的腳位來連接。
所謂的ＳＰＩ(Serial –Peripheral Interface bus)介面又稱為四線同步序列資料協定(Four - Wire bus protocol)，是由SS(Slave Select)、SCK(Serial Clock)、MOSI(Master Out Slave IN)及MISO(Master In Slave Out)這四種功能的信號線所構成；在一個系統會有一個Master(在此即為UNO板本身)來控制所有資料匯流排的傳輸，而所謂的Slave則可以不只一個，在UNO板上使用D10作為SS(選擇Slave)的控制輸出，如果系統上Slave不只一個，就必須使用其他的數位輸出腳作為其它Slave的SS選擇腳，而其它的三根接腳則可以給所有的Slave共用。RC522的Pin 8(SDA)在此就等於ＳＰＩ介面的SS(選擇Slave)輸入腳，Pin7(SCL)則是SCK(Serial Clock)腳。
圖４９．ＲＦＩＤ讀寫器模組部份電路圖
在圖４９的”ＲＦＩＤ讀寫器模組電路圖”中就如前面所述，Ａｒｄｕｉｎｏ Ｕｎｏ模組板的D10也就是SS(選擇Slave)的控制輸出是接RC522的Pin 8，Ｄ１１腳(MOSI)接到RC522的Pin 6，Ｄ１２(MISO)、Ｄ１３(SCK)腳則分別接到RC522的Pin 5、Pin 7；除此之外RC522還有一根重置腳(即Pin2,RESET)也必須用上，而這則是由UNO板的Ｄ９來控制。
在使用Ａｒｄｕｉｎｏ族系模組板的ＳＰＩ介面時，除了必須使用特定的接腳之外，在開發程式時也必須引用到<ＳＰＩ.h>這個函式庫，如此才能呼叫到已經設計好的函式或副程式，這麼一來便可以大大的節省開發者的時間與精力。
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