基于射频卡的多用户识别单元软件设计

基于射频卡的多用户识别单元软件设计,专业： 电子信息工程,系统实现的功能,非接触式多用户识别系统通过射频信号传输完成卡片、读卡器等设备之间的数据交换，实现多目标识别。多用户射频识别系统实现的关键是一个非接触式IC卡读写器的设计，在本设计中，非接触式IC卡读卡器的设计是根据ISO14443 TypeA协议，并通过非接触式IC卡读写器核心读写模块MFCM200和单片机来实现对读写距离为20-25毫米的非接触式IC卡的读写和多用户的识别的功能。,系统整体框图,系统主要包括读写模块MFCM2OO、单片机控制电路、主控机和天线与其接口电路 。,基于MIFARE卡的多用户识别单元的软件设计的组成,软件设计分为三部分，即主程序的设计、读卡器应用程序的设计、单片机控制电路的应用程序设计。对读卡器应用程序的设计既是对MFCM200操作指令的程序设计；单片机控制电路的应用程序的设计包括LED状态显示程序设计、蜂鸣器程序设计、RS232通信程序设计以及看门狗程序设计。,主程序的设计,1.读卡器对MIFARE卡片的操作流程图,2.主程序 框图,在非接触式IC卡读卡器程序设计中，主程序中包含了一个无限循环，读卡器对卡的所有操作都放在这个无限循环中，循环外只有读卡器初始化子程序。 主程序以调用读卡器初始化子程序开始，接着进行复位应答、防重叠、选择卡片、三次相互验证、读写卡等对卡片的操作以及显示等人机互操作，然后执行停机指令，完成对一张卡片的操作，之后进入下一个同样的循环。,对读卡器应用程序的设计,MCU对MIFARE非接触式IC卡的控制是通过MFCM200来实现的，MFCM200是MCU和MIFARE非接触式IC卡之间的通信载体。 MCU对MFCM200的控制是以MCU发出MFCM200的指令来达到的，MFCM200收到这些指令之后将执行这些指令。MFCM200的指令主要有这样一些：复位应答指令，防重叠指令，选择卡片指令，认证操作指令，读指令，写指令，增值指令，减值指令，重储指令，传输指令，停机指令等等。,（1）复位请求：当一张Mifare卡处在卡读写器的天线工作范围之内时。MCU将通过MFCM200发送一个复位请求，从而建立卡片与读卡器的第一步通信联络，完成复位过程。（2）防重叠：如果有多张Mifare卡片处在卡片读写器的天线工作范围之内，MFCM200能检测出来并通知到MCU，MCU根据卡片的序列号来保证一次只对一张卡进行操作。（3）选卡：MCU通过该指令选取一张卡的序列号进行通讯。（4）相互验证：选定要处理的卡片之后，MCU确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。（5）读指令 读指令允许MCU通过MFCM200来读取MIFARE卡片上完整的16个Bytes的数据块 （7）写指令 写指令允许用户写数据到MIFARE卡片上(完整的16个Bytes的数据块 ）,LED状态显示程序设计,LED状态显示程序设计比较简单，只需让MCU的P2.2 I/O口输出“1”电位或者“0”电位，导通或截止晶体管即可使LED灯亮或熄。电路中的红灯为读卡器上电指示灯，读卡器上电红灯就亮，绿灯用于读卡器对卡操作成功指示，每次读卡器对卡操作成功，绿灯亮，程序主要控制读卡器中的绿灯。,蜂鸣器驱动程序设计,要让蜂鸣器发出声音，必须要让晶体管不断ON/OFF交互变化，即P2.3不断的输出“1”电位和“0”电位。如果P2.3输出一直是“1”电位或一直是“0”电位，则蜂鸣器则将无法发出声音。程序设计除了要让蜂鸣器能够发出声音之外，还要让蜂鸣器能够连续发出不同音长及音调的声音，使蜂鸣器能够基于不同功能发出不同的报警信号。,RS232通信程序设计,MCU串口通信程序流程图,本通信协议的设计思想是基于帧传输方式，即在向串口发送命令信号，应答信号和数据信号时是按帧的格式发送的。为了使数据快速可靠地传输，将每一帧数据唯一对应一个命令帧，此时传输数据即执行命令具体如下：a 在PC读数据时，遵循“读命令-等数据-报告”，即PC下达一个命令，等待接收数据，再根据所接收数据正误向应用程序报告此命令的执行情况。b 在PC写数据时，遵循“写命令-等回应-报告”即PC下达一写命令（此时所要写的数据含于此命令中），等待MCU发来的已正确接收的回应信号，并向应用程序报告此命令执行完毕。c 如果在传输过程中PC或MCU所接收的任何一帧信号出现错误时，均会向对方发送重发此帧信号的请求，如果连续三次传输失败，则退出通信并向程序报告。,单片机看门狗程序设计 喂狗流程图,看门狗电路的软件设计,看门狗定时器监测/CS引脚的输入来判断微处理器是否工作正常。在设定的定时时间以内，微处理器必须在/CS引脚上产生一个由高到低的电平的变化，以清内部定时器，即“喂狗”；否则X5045将产生一个复位信号。看门狗电路的软件设计设计的是硬件看门狗的喂狗子程序，使主程序中在需要的地方调用，若程序出问题，不能及时喂狗，则看门狗会产生复位信号给单片机。X5045芯片内包含有一个看门狗定时器，看门狗定时器的预置时间是通过X5045的状态寄存器的相应位来设定的。X5045状态寄存器共有6位有含义，其中WD1、WD0和看门狗电路有关，其余位和EEPR0M的工作设置有关。微处理器可以通过指令来改变WD1和WD0这两个位，从而改变看门狗定时时间的长短。,结束语,本课题开发成功了一种基于Philips公司MIFARE技术的非接触式IC卡读写器，它能够读写距离在20-25MM范围内的符合IEC/ISO14443 TYPE A标准的非接触式IC