磁卡條編碼和識(shí)讀器中的DSP56F80x
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磁卡已經(jīng)廣泛地進(jìn)入了我們的生活。隨著普及程度不斷提高，需要更加便宜和靈活可靠的磁卡編碼和發(fā)售設(shè)備。Motorola的DSP56F805具備所有必要的處理電路，來(lái)構(gòu)建一個(gè)完整的編碼系統(tǒng)，如圖1所示。從圖中可以看出，該DSP具有所有電路單元，幾乎不需要其它附加電路。本文主要介紹磁卡條編碼器的一些基本器件和如何使用DSP56F80x系列。
本文引用地址：http://2s4d.com/article/2852.htm細(xì)心留意一下信用卡，會(huì)發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)磁卡條。但實(shí)際上國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定了三個(gè)磁卡條及其位置，這是所有磁卡都要遵循的標(biāo)準(zhǔn)。三個(gè)磁卡條中每一個(gè)都有不同字符編碼標(biāo)準(zhǔn)和不同位密度，如表1所示。
乘坐過(guò)航班的人經(jīng)常有被意外迎接的經(jīng)歷，這是因?yàn)樗麄兊男庞每ㄔ跈C(jī)票代理處被刷過(guò)，而國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(IATA)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將顧客的姓名和帳戶信息指定存儲(chǔ)于信用卡的第一磁卡條，這樣快速讀卡之后，顧客的姓名和其它信息就馬上得知，無(wú)須過(guò)多詢問(wèn)。
American Banking Association 提出，信用卡第二磁卡條以Lingua Franca寫(xiě)入，全球各地的信用卡及相關(guān)設(shè)備都用第二磁卡條，然而現(xiàn)在有一種趨勢(shì)是，將部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)到第一磁卡條，因?yàn)樗懈嗟男畔ⅰ?/font>
第三磁卡條最初是為了方便離線ATM讀寫(xiě)便箋式存儲(chǔ)器，一旦連網(wǎng)之后，無(wú)須再支持離線ATM，第三磁卡條也就失去了意義。
多數(shù)磁卡使用便宜的低矯頑鐵磁材料（約300奧斯特），在數(shù)據(jù)完整性和保存期限等極其重要時(shí)，不再考慮成本因素，可使用高矯頑鐵磁材料（典型約4000奧斯特）。讀卡器在低矯頑鐵磁材料和高矯頑鐵磁材料時(shí)所感受的磁場(chǎng)幾乎相同，但對(duì)于寫(xiě)卡器，需要確切探測(cè)磁卡材料。對(duì)低矯頑鐵磁材料進(jìn)行高能寫(xiě)入可導(dǎo)致鐵磁材料飽和從而破壞磁卡；相反，對(duì)高矯頑鐵磁材料低能寫(xiě)入不能有效地寫(xiě)入數(shù)據(jù)。
在刷卡時(shí)，磁卡條識(shí)讀頭線圈產(chǎn)生極低的電流，為了有效接口到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC），需要一前置放大電路。該ADC可和差分及單端輸入配置工作，因此對(duì)于前置放大電路沒(méi)有過(guò)多限制。
總共有兩組，6對(duì)高電流脈沖寬度調(diào)制器（PWM）輸出端，可直接驅(qū)動(dòng)磁卡條編碼器的寫(xiě)入頭。
持卡者將磁卡通過(guò)識(shí)讀頭時(shí)，多數(shù)讀卡器是根據(jù)區(qū)分相對(duì)脈沖寬度來(lái)完成數(shù)據(jù)解讀，使用雙頻相干相位編碼技術(shù)（Aiken Biphase）將數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁卡。
如上圖所示，為了簡(jiǎn)化處理，只要數(shù)據(jù)密度或刷卡速度基本保持恒定，不論大小如何，“1”中的高脈沖寬度總是“0”的一半。“0”可以是高脈沖也可是低脈沖，總是“0”或總是“1”的磁卡意味著解碼故障，但這種情況從未發(fā)生過(guò)。
對(duì)于磁卡寫(xiě)入器，需要保證數(shù)據(jù)編碼盡量準(zhǔn)確，應(yīng)盡量不使用便宜、無(wú)馬達(dá)（手動(dòng)）讀卡器。在圖1中，PWM2促使卡驅(qū)動(dòng)輪以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，該805型可驅(qū)動(dòng)所有常用的馬達(dá)機(jī)型，如果需要更為準(zhǔn)確的閉環(huán)速度控制可使用圖1中的正交解碼器。
還有一種更為精巧的設(shè)計(jì)方案，寫(xiě)入器的機(jī)械結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，編碼器/馬達(dá)/驅(qū)動(dòng)輪組合可由一編碼器/空載輪對(duì)所代替，在這種布局中，持卡者仍需要手動(dòng)刷卡，空載輪探知磁卡速度并定位磁卡，然后編碼器產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘，以適當(dāng)?shù)乃俣葘?shù)據(jù)寫(xiě)入所定位的磁卡。
80x家族具有這種應(yīng)用所需的所有板上閃存和RAM，如果某特定的系統(tǒng)需要更大的存儲(chǔ)量，803和805都有外置存儲(chǔ)器接口提供大的存儲(chǔ)空間。該系列DSP芯核處理器具備多種功能，相信許多即使長(zhǎng)期從事微控制器嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程師都會(huì)從中受益。芯核的DSP部分可運(yùn)行適當(dāng)?shù)乃惴?qū)動(dòng)馬達(dá)并消除讀卡頭的信號(hào)噪音。
80x系列芯片都具有SCI端口，可直接和RS-232收發(fā)器對(duì)接，因此可非常容易地和主控制系統(tǒng)連接起來(lái)。
80x家族也可有效應(yīng)用于遠(yuǎn)離主控設(shè)備的磁卡編碼系統(tǒng)，SPI端口可輕松連接到許多OEM鍵盤(pán)和LCD顯示器，805型還有第二個(gè)SPI端口。
對(duì)于使用大量編碼器的情況，由多個(gè)高吞吐量站點(diǎn)集合在一起，通過(guò)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）總線連接是一種可行的方法。設(shè)計(jì)時(shí)僅僅需要一個(gè)小型CAN收發(fā)器，系統(tǒng)編程僅僅需要使用Motorola 公司提供的軟件開(kāi)發(fā)套件（Software Development Kit, SDK），將CAN例行程序調(diào)出程序庫(kù)。
Motorola 公司的DSP80x系列充裕的處理能力和許多類(lèi)似微控制器的特性，適合于完成一般嵌入式處理和控制任務(wù)。盡管需要考慮馬達(dá)控制等問(wèn)題，該系列廣泛兼容的外圍設(shè)備加上設(shè)計(jì)者的聰明才智可使所有問(wèn)題迎刃而解。
從上面的分析可以看出，不需要另外增加處理能力，僅需極小部分附加電路，就可用DSP56F805構(gòu)成磁卡條編碼設(shè)備的核心部分。而DSP56F803可構(gòu)成一個(gè)低成本的編碼器，DSP56F801則非常適合于讀卡器或更低成本的編碼器。■
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