基于ARM的双频RFID读写设计

　　对 CR013 模块的读写过程相对较复杂，要执行一系列的操作指令，包括询卡、请求、防冲突、选卡、装载密钥、验证密码、读块、写块，这一系列的操作必须按固定的顺序。寻卡时，处理器需要执行请求、防冲突、选卡操作，与CR013 模块建立起通信关系，在通过装载密钥、验证密码操作后，才可进行读卡或写卡操作。

　　1）、防冲突

　　防冲突就是从多张卡中选出一张卡来操作，又叫防碰撞、防重叠。如果知道卡的序列号，则可跳过此步，直接执行下一步选卡命令。若不知道卡的序列号，则必须调用防碰撞函数，得到感应区内卡的序列号。若同时有多张卡在感应区内，防碰撞函数能检测到，并且从中选出一张卡的序列号来。

　　2）、选择卡片

　　根据上一步收到的卡号，发出选卡命令。经过这一步后才真正选中了一张要操作的卡，以后的操作都对这张卡进行。

　　整个寻卡过程包括请求、防冲突、选卡三个步骤。当微处理器发出寻卡命令时，实际上微处理器执行了以上3 个步骤。为防止死锁，本文设置每步操作的最大次数为3 次，若3次不成功则寻卡失败。程序流程如图3 所示。

图3 CR013 模块寻卡程序流程
3）、密钥装载和验证密码

　　微处理器发出读、写命令后，在进行读写操作前必须先执行密钥装载和验证密码。验证密码又叫认证、证实。模块将装载到读卡芯片FM1702SL 中的密码与卡中指定扇区的密码进行认证，如果密码相同，则认证成功，卡允许进行读写操作。

　　3.2 LCD 显示软件设计

　　LCD 用于显示用户操作界面，为此需要在屏幕上绘制图形，显示数据和文字。在对LCD 控制器进行操作前，首先要对LCD 控制器的专用寄存器进行初始化，内容包括定义3个LCD 控制寄存器，3 个帧缓冲区地址寄存器和3 个颜色查找表寄存器。

　　为了在 LCD 上显示字符和图形，需要建立绘图和字符显示库函数。绘图函数包含一些基本的绘图功能，如画点、画线、画矩形框和区域填充等。其中画点是最基本的函数，其它函数都可以调用画点函数实现。

　　为了在 LCD 上显示字符，还要建立ASCII 字符和汉字字符的点阵库和显示函数。显示ASCII 字符的原理是在特定的坐标位置画点，形成人们可以识别的字符图形。点的坐标根据建立的ASCII 字符点阵库来确定。ASCII 字符的点阵库可以根据字符的点阵位置生成点阵数组供调用。汉字的显示原理与ASCII 字符相同，事先也要建立汉字点阵字库，这一过程可通过专用的字库生成软件实现。另外，为了节省存储器空间，只需建立本系统要用到的汉字小字库，而不必生成所有常用字的点阵。

　　3.3 键盘和指示灯的软件设计

　　对键盘和指示灯的操作控制是由 ZLG7290 实现的，由于S3C44B0X 具有I2C 接口，因此可直接与ZLG7290 连接。编程时首先要对 I2C 总线进行初始化，然后打开键盘中断。当键盘有键被按下时，ZLG7290 的INT 引脚会产生一个低电平的中断请求信号。在ARM 的中断程序中通过I2C 总线读取键值，再根据键值完成相应功能。

　　3.4 USB 接口通信

　　为方便与 PC 机接口，本系统采用应用广泛的USB 接口与PC 机通信。因S3C44B0X 本身不带USB 接口，必须要进行扩展。但是，USB 接口协议非常复杂，固件编程和WDM 驱动程序的编写都是相当麻烦的工作。为降了设计难度，缩短开发周期，本文采用哈尔滨讯通公司的通用串行总线模块USB100。该模块内部封装了USB 协议和细节，即插即用，完全满足USB1.1 标准，对 USB 接口的操作如同对外部存储器操作一样方便，无需任何外接元件。

　　USB100 模块有2 根状态信号RXF 和TXE，用于与ARM 联络。RXF 为低表示模块有数据输出，ARM 可以读取数据；TXE 则表示USB100 发送缓冲区的状态，TXE 为低表示USB100 发送缓冲器未满，可以向发送缓冲区写数据。在编程时，可以采用查询方式实现数据的收发。

　　3.5 RTC 实时时钟显示功能

　　为了显示读卡和写卡的时间，需要使用实时时钟（RTC）。S3C44B0X 具有一个独立的RTC 功能模块，能够像钟表和日历一样保存并自动计算时间。RTC 的寄存器保存了表示时间的8 位BCD 码数据，包括秒、分、时、日、星期、月和年，编程时主要是对这些参数进行初始化设置。在LCD 上显示实时时钟时，需定时地从上述的寄存器中取出相应的数据。由于LCD 上字符是根据ASCII 码显示的，而RTC 的寄存器中存放的时间参数都以 BCD 码形式存储，因此在LCD 显示日期和时间之前，必须先对时间数据进行格式转换，即将BCD码转换为ASCII 码。

　　3.6 PC 机软件

PC 机软件基于windows 操作系统，采用Visual C# 2005 进行编程。软件的功能主要包括在PC 机上显示操作面板，通过与 ARM 嵌入式系统通信实现对RFID 卡的读写操作，并将卡的相