基于ARM的雙頻RFID讀寫系統(tǒng)設計

　　2、選擇卡片

　　根據上一步收到的卡號，發(fā)出選卡命令。經過這一步后才真正選中了一張要操作的卡，以后的操作都對這張卡進行。

　　整個尋卡過程包括請求、防沖突、選卡三個步驟。當微處理器發(fā)出尋卡命令時，實際上微處理器執(zhí)行了以上3 個步驟。為防止死鎖，本文設置每步操作的最大次數為3 次，若3次不成功則尋卡失敗。程序流程如圖3 所示。

圖3 CR013 模塊尋卡程序流程

　　3、密鑰裝載和驗證密碼

　　微處理器發(fā)出讀、寫命令后，在進行讀寫操作前必須先執(zhí)行密鑰裝載和驗證密碼。驗證密碼又叫認證、證實。模塊將裝載到讀卡芯片FM1702SL 中的密碼與卡中指定扇區(qū)的密碼進行認證，如果密碼相同，則認證成功，卡允許進行讀寫操作。

　　3.2 LCD 顯示軟件設計

　　LCD 用于顯示用戶操作界面，為此需要在屏幕上繪制圖形，顯示數據和文字。在對LCD 控制器進行操作前，首先要對LCD 控制器的專用寄存器進行初始化，內容包括定義3個LCD 控制寄存器，3 個幀緩沖區(qū)地址寄存器和3 個顏色查找表寄存器。

　　為了在 LCD 上顯示字符和圖形，需要建立繪圖和字符顯示庫函數。繪圖函數包含一些基本的繪圖功能，如畫點、畫線、畫矩形框和區(qū)域填充等。其中畫點是最基本的函數，其它函數都可以調用畫點函數實現。

　　為了在 LCD 上顯示字符，還要建立ASCII 字符和漢字字符的點陣庫和顯示函數。顯示ASCII 字符的原理是在特定的坐標位置畫點，形成人們可以識別的字符圖形。點的坐標根據建立的ASCII 字符點陣庫來確定。ASCII 字符的點陣庫可以根據字符的點陣位置生成點陣數組供調用。漢字的顯示原理與ASCII 字符相同，事先也要建立漢字點陣字庫，這一過程可通過專用的字庫生成軟件實現。另外，為了節(jié)省存儲器空間，只需建立本系統(tǒng)要用到的漢字小字庫，而不必生成所有常用字的點陣。

　　3.3 鍵盤和指示燈的軟件設計

　　對鍵盤和指示燈的操作控制是由 ZLG7290 實現的，由于S3C44B0X 具有I2C 接口，因此可直接與ZLG7290 連接。編程時首先要對I2C 總線進行初始化，然后打開鍵盤中斷。當鍵盤有鍵被按下時，ZLG7290 的INT 引腳會產生一個低電平的中斷請求信號。在ARM 的中斷程序中通過I2C 總線讀取鍵值，再根據鍵值完成相應功能。

　　3.4 USB 接口通信

　　為方便與 PC 機接口，本系統(tǒng)采用應用廣泛的USB 接口與PC 機通信。因S3C44B0X 本身不帶USB 接口，必須要進行擴展。但是，USB 接口協(xié)議非常復雜，固件編程和WDM 驅動程序的編寫都是相當麻煩的工作。為降了設計難度，縮短開發(fā)周期，本文采用哈爾濱訊通公司的通用串行總線模塊USB100。該模塊內部封裝了USB 協(xié)議和細節(jié)，即插即用，完全滿足USB1.1 標準，對 USB 接口的操作如同對外部存儲器操作一樣方便，無需任何外接元件。

　　USB100 模塊有2 根狀態(tài)信號RXF 和TXE，用于與ARM 聯(lián)絡。RXF 為低表示模塊有數據輸出，ARM 可以讀取數據；TXE 則表示USB100 發(fā)送緩沖區(qū)的狀態(tài)，TXE 為低表示USB100 發(fā)送緩沖器未滿，可以向發(fā)送緩沖區(qū)寫數據。在編程時，可以采用查詢方式實現數據的收發(fā)。

　　3.5 RTC 實時時鐘顯示功能

　　為了顯示讀卡和寫卡的時間，需要使用實時時鐘（RTC）。S3C44B0X 具有一個獨立的RTC 功能模塊，能夠像鐘表和日歷一樣保存并自動計算時間。RTC 的寄存器保存了表示時間的8 位BCD 碼數據，包括秒、分、時、日、星期、月和年，編程時主要是對這些參數進行初始化設置。在LCD 上顯示實時時鐘時，需定時地從上述的寄存器中取出相應的數據。由于LCD 上字符是根據ASCII 碼顯示的，而RTC 的寄存器中存放的時間參數都以BCD 碼形式存儲，因此在LCD 顯示日期和時間之前，必須先對時間數據進行格式轉換，即將BCD碼轉換為ASCII 碼。

　　3.6 PC 機軟件

　　PC 機軟件基于windows 操作系統(tǒng)，采用Visual C# 2005 進行編程。軟件的功能主要包括在PC 機上顯示操作面板，通過與ARM 嵌入式系統(tǒng)通信實現對RFID 卡的讀寫操作，并將卡的相關信息在PC 機上顯示；此外，軟件還能訪問數據庫，將從卡中讀取的數據存入數據庫中，或將數據庫中的取出數據寫入RFID 卡，還能根據用戶的需要查詢相關信息。數據庫采用Microsoft office Access 數據庫系統(tǒng)，并采用結構化查詢語言（SQL）對數據庫訪問。

　　4 結束語

　　本文以 ARM 微處理器S3C44B0X 為核心，設計實現了RFID 雙頻讀寫器系統(tǒng)。在對高頻RFID 卡的尋卡過程中，通過對最大操作次數的限制，有效地防止了死鎖。系統(tǒng)具有LCD 顯示器，通過鍵盤操作便可對RFID 卡的進行讀寫。設計的USB 接口可方便地與PC機連接，在PC 機上實現對RFID 卡的操作。系統(tǒng)功能強，使用靈活，可滿足多種應用場合。由于采用了低成本的ARM 微處理器，簡化了硬件，提高了系統(tǒng)的性價比。