单板(驱动)软件详细设计说明书

1、 单板单板/ /驱动软件详细设计说明书驱动软件详细设计说明书 CJ-7.3-54 v1.0v1.0 普天信息技术研究院普天信息技术研究院 200X 年月 XX 日 机密机密 修订历史记录 日期版本作者备注 编制 姓名签字日期 审查 姓名签字日期 审核 姓名签字日期 批准 姓名签字日期 文档评审负责人： 参加评审人员： 目目 录录 1引言引言.4 1.1编写目的.4 1.2背景.4 1.3定义.4 1.4设计依据.4 2软件系统结构软件系统结构.4 2.1功能需求.4 2.2子模块划分.4 2.3子模块间关系.4 3公共数据结构公共数据结构.4 4程序设计说明程序设计说明.4 4.1程序 1 设

2、计说明.5 4.1.1程序描述.5 4.1.2功能.5 4.1.3性能.5 4.1.4输入.5 4.1.5输出.5 4.1.6算法.5 4.1.7流程.5 4.2程序 2 设计说明.5 5模块重用说明模块重用说明.5 1引言引言 1.1编写目的 说明编写这份软件详细设计说明书的目的 本文档是以 RFID 读卡器硬件结构为基础，以RFID 读卡器需求分析说明书 和RFID 读卡器软件概要设计说明书为指导编写而成。本文档旨在分析 RFID 读卡器需求的基础上，定义各个功能模块的实现方式与具体函数，以达到实际应用 的目的。同时也为 RFID 读卡器后期的软件升级和维护提供便利。 1.2背景 说明待开

3、发软件（子）系统的名称和此软件（子）系统所属大系统的名称； 说明任务的来源（开发背景和市场背景）等；该软件（子）系统与大系统中其他子 系统的关系。 RFID 读卡器通常使用无线电调制方式和卡片进行信息交换，通常根据以下几 种标准来设计，即 ISOIEC10536 标准、ISOIEC14443 标准、 ISOIEC15693 标准。 根据 ISOIEC10536 标准设计的卡称为密耦合卡，对应的阅读器也相应遵循 ISOIEC10536 标准设计；根据 ISOIEC14443 标准设计的卡是近耦合卡，对应 的阅读器遵循 ISOIEC14443 标准设计；根据 ISOIEC15693 标准设计的卡是

4、遥 耦合卡，对应的阅读器遵循 ISOIEC15693 标准设计。遥耦合卡比近耦合卡具有 更远的读卡距离，但二者均采用 13.56MHz 工作频率，均具有防冲突机制。RFID 读卡器的设计还应该考虑具体的行业应用规范，比如金融行业的中国银联非接触 IC 卡读卡器技术规范或支持某些特殊应用协议，比如 PC/SC 协议。 本产品是针对金融服务业开发的 RFID 读卡器，配合我们自主研发的大容量智 能存储卡的推广应用。 本文档是在 RFID 读卡器硬件设计、外观设计已经完成，系统需求与概要设计 已经确定的背景下完成的。 1.3定义 列出本文档中所用到的专门术语的定义和缩写词的原意 RFID Radio

5、 Frequency Identification 无线射频身份识别 APDU Application Protocol Data Unit 应用协议数据单元 USB Universal Serial Bus 通用串行总线 1.4设计依据 列出本文档所引用的有关设计依据（标题、文件编号、版本号、作者、发布 日期、出版单位） ，包括本项目内部已编写的有效文档、出版刊物和国家标准或规 范 RFID 读卡器支持 ISO/IEC 14443 Type A/Type B 的非接触智能卡和 Mifare one 系列存储卡，内置 2 个小 SIM 卡座，支持符合 ISO/IEC 7816-1/2/3 的智

6、能卡。 本 RFID 读卡器参考以下外部文档: 支持符合标准非接触 IC 卡读卡器技术规范 ISO/IEC14443-1/2/3/4 ISO/IEC7816-1/2/3 USB2.0 标准 AT89C5131.PDFATMEL 公司提供的参考设计文档资料 MCRF531.PDFNXP 公司提供的参考设计文档资料 本 RFID 读卡器参考以下文档： RFID 读卡器软件需求分析说明书 RFID 读卡器软件概要设计说明书 2软件系统结构软件系统结构 2.1功能需求 图 1 RFID 读卡器功能框图 RFID 读卡器系统控制软件是这个 RFID 读卡机的灵魂。RFID 读卡器系统控制 软件本着满足各

7、个功能模块的具体要求和实际使用时用户的具体需求进行设计。采 用自上而下的软件设计方法逐步细化进行模块化设计。使控制软件具有很好的可读 性、逻辑性和易扩展性。软件通过 MCU 控制硬件资源，利用 USB 接口、UART 接口接收并响应上层应用的命令，利用非接触卡接口完成与非接触智能卡的数据交 换，利用 SIM 卡接口满足应用对安全鉴权模块的需求，利用 LED 和 BEEP 提供操 作帮助，如显示 RFID 读卡器状态、提示异常，时钟和电源是 RFID 读卡器工作的 基本保证。设计遵循 USB2.0 通讯协议规范、ISO7816 协议规范和 ISO14443 协议 规范。 2.2子模块划分 说明本

8、软件系统(或模块)的实现，即其内部的子模块划分（给出程序的名称 和标识符） 。建议以图形说明。 图 2 RFID 读卡器软件模块图 如 Error!Error! ReferenceReference sourcesource notnot found.found.所示，本 RFID 读卡器系统软件可以 具体划分为中心控制模块（MCU） 、报警提示模块、非接触卡控制模块、安全鉴权 模块、应用接口模块和卡片协议模块 6 个部分，是对概要设计中读卡器管理模块、 应用接口模块和卡片接口模块的细致划分。 1. 中心控制模块（MCU） 图 3 中心控制模块结构图 如 Error!Error! Refere

9、nceReference sourcesource notnot found.found.所示，中心控制模块由系统初始化模 块（Init_System（ ） ） 、循环控制模块（While（ ） ） 、中断服务模块组成。系统初 始化模块完成系统时钟初始化、定时器中断初始化、波特率初始化等操作；循环控 制模块用来轮询 UART 或 USB 端口进行系统任务的选择具体任务如 Error!Error! ReferenceReference sourcesource notnot found.found.所示；中断服务模块完成 MCU 同上位 PC 机的通讯 和非接触卡通讯等操作。 系统主循环 SIM

10、 Card 操 作 RF Card 操 作 与PC通讯LED指示 设 置 当 前 卡 槽 设 置 T P D U 自 动 执 行 卡 复 位 执 行 P P S 发 送 A P D U 卡 复 位 执 行 P P S 发 送 A P D U USBUART 模 式 设 定 数 据 发 送 数 据 接 收 模 式 设 定 数 据 发 送 数 据 接 收 图 4 循环控制模块任务图 2. 报警提示模块 LED 控制是读卡器系统工作的辅助设计，完成对读卡器工作状态的指示和系统 故障的报警提示，分别采用长亮和 10KHz 频闪的方式（LED_ON( )、 LED_Flash_10K( )） 。 BEE

11、P 控制是读卡器系统工作的辅助设计，完成读卡器系统故障时的报警提示 和系统部分功能使用时的提示音(Beep_On( )、Beep_Error( )。 3. 非接触卡控制模块 图 5 非接触卡控制芯片程序划分图 非接触卡控制模块程序设计是针对控制芯片 MF RC531 进行代码设计，由下至上分 为物理层、数据链路层、会话层和传输层 4 个具体模块，以完成非接触卡传输协议 ISO14443 协议的工作需求。具体实现了寻卡、卡防冲突、选卡、卡读写等具体操作。 TYPEA 和 TYPEB 的启动和防冲突过程如 Error! Reference source not found.、Error! Refe

12、rence source not found.所示。 图 6 TYPEA 启动和防冲突流程图 图 7 TYPEB 启动和防冲突流程图 4. 安全鉴权模块 图 8 安全鉴权模块程序划分图 安全鉴权模块是针对 SIM 卡进行代码设计，符合 ISO7816 相关协议，支持 T0 和 T1 两种工作模式。程序划分为物理层、数据链路层和应用层 3 个模块，实现选卡、 PPS 请求和 APDU 的功能需求。对 SIM 卡的操作流程如 Error!Error! ReferenceReference sourcesource notnot found.found.所示。 图 9 SIM 卡操作流程图 5. 应

13、用接口模块 UART 接口 UART 接口采用定时器中断方式进行数据接收，发送采用查询方式进行，具体的初 始化设置在中心控制模块的初始化模块中定义。 USB 接口 USB 接口采用中断方式进行数据的接收和发送。相关函数模块如 Error!Error! ReferenceReference sourcesource notnot found.found.所示。 函数名称函数名称函数功能函数功能 USB_General_Config()USB 接口全局设置 USB_Endpoint_Config()USB 接口端点设置 USB_Read()MCU 从 USB 接口读数据 USB_Send()MCU

14、 将数据发送到 USB 接口 USB_Bulk_Read()MCU 从 USB 接口以块模式读数据 USB_Bulk_Send()MCU 将数据以块模式发送到 USB 接口 表 1 USB 接口函数表 6. 卡片协议模块 卡片协议模块完成非接触卡和 SIM 卡之间的信息交互，以进行安全认证工作 （Safe_Garud( )） 。 2.3子模块间关系 说明各子模块间的控制、顺序等耦合关系。 图 10 系统自模块调用关系图 3公共数据结构公共数据结构 给出本软件系统使用的每一个公共数据结构的类型定义、存储方式，公共数 据结构内各元素项的类型定义、初始取值、可能取值的范围及相应的物理含义。建 议以类

15、似语言的数据说明格式来描述。 4程序设计说明程序设计说明 从本章节开始，逐个对每个程序模块给出以下的设计说明。以下给出的提纲 是针对一般情况的，对于一个具体的模块，尤其是层次较低的模块或子程序，其很 多条目的内容往往与它所隶属的上一层模块的对应条目的内容相同，在这种情况下， 只要简单地说明这一点就可以了。 4.1程序 1 设计说明 4.1.1程序描述 给出对该程序的简单描述，主要说明安排设计本程序的目的和意义，并且 说明本程序的特点（是否常驻内存、是否子程序、顺序处理还是并发处理、是可 重入的还是不可重入的等等） 4.1.2功能 说明本程序应具备的功能，可用IPO图（输入处理输出）的形式描述。 4.1.3性能 说明对本程序的全部性能要求，包括精度、灵活性、时间特性等 4.1.4输入 给出本程序的输入参数的详细说明, 包括名称、标识、取值范围、格式、 含义，及参数间的控制、顺序、独立或依赖等关系。 4.1.5输出 给出本程序的输出参数的详细说明, 包括名称、标识、取值范围、格式、 含义，及参数间的控制、顺序、独