公交非接触IC卡读写器的应用设计

四、程序设计

下面以售卡机为主介绍软件设计方法。

考虑到售卡金额的安全管理，公交公司事先必须制作好两种IC票卡：一种是用户IC票卡，另一种是售卡员的售票IC卡。这两种卡可使用相同区号，但密码和访问条件完全不同，不会混淆。售卡员要进行售卡时，必须先到公交公司办理一张售票IC卡，才有售卡的资格。售票IC卡内存放了售卡员身份号、允许售卡的最大金额、两套6字节密码和4字节读写访问条件。售卡员售卡时，每充值一张卡必须从自己的售票IC卡中减去售卡金额，加到用户IC卡中。当售票IC卡金额减到零后，要到公交公司结账，并再对售票IC卡充值记账。这样，可使公交公司的售卡网点分布得多而不乱，又可方便用户充值加卡，可有效地防止售票人员账目不清而造成的资金流失。程序主要包括IC卡读写操作程序、键盘扫描程序、显示程序、存储器读写程序和通信程序。

1.主程序

主程序主要完成系统变量的初始化，循环扫描键盘，检测操作IC卡，将操作结果存储和显示。在售卡机中使用了8KB的24C64作存储器，主要存储的内容有：售卡机机号(1字节)、售卡总金额(3字节)和总记录(2字节)。售出的每张卡的记录包含：用户卡身份号(4字节)、售卡日期(2字节)、加卡金额(1字节)和售卡人编号(1字节)。因此最大能存储1023张售卡记录。主程序流程如图2所示，读写器对IC卡的操作流程如图3所示。

2.键盘扫描程序

键盘扫描采用反转法读键：先从P2口的高4位输出零电平，从P2口的低4位读取键盘状态；再从P2口的低4位输出零电平，从P2口的高4位读取键盘状态，将两次读取的结果组合起来就可以得到当前按键的特征码(见程序中TABLE表)。有了这张表就可以编程，将它们转换成顺序码。用当前读得的特征码来顺序查表，用一单元记录查找次数。当在表中查到有该特征码时，它的位置(即查找次数)就是对应的顺序码。对应的键盘查键程序如下：

KEY: MOV P2,#0FH ；用反转法查键
MOV A,P2
ANL A,#0FH
MOV B,A
MOV P2,#0F0H
MOV A,P2
ANL A,#0F0H
ORL A,B
CJNE A,#0FFH,KEY1
RET ；无键按下
KEY1: MOV B,A ；有键按下，存键码
MOV DPTR,#TABLE
MOV R3,#0FFH ；存顺序码单元初始化
KEY2: INC R3
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
CJNE A,B,KEY3 ；判键码，求顺序码
MOV A,R3 ；若找到键码，存顺序码
RET
KEY3: CJNE A,#0FFH,KEY2；判是否查完
RET ；已查完，键码未找到，以无按键处理
TABLE: DB 77H,7BH,0BBH ；按键特征码表
DB 0DBH,7DH,0BDH
DB 0DDH,7EH,0BEH
DB 0DEH,0B7H,0D7H
DB 0EEH,0EDH,0EBH
DB 0E7H,0C7H,0FFH

3.显示程序

根据图1，在显示电路中，用P1口的3根I/O口线(P1.0、P1.1、P1.2)分别提供时钟信号(CLK)、串行数据(DA)和使能信号(EN)。MC14499每一次可接收20位串行输入数据，前4位用于控制数码管的小数点显示，后16位是4个数码管的BCD码输入数据。在每帧数据传送之前，必须将EN置0；然后传送20位数据，数据传送完后，再将EN置1。显示程序如下：

DISP: CLR P1.0 ； 清CLK
CLR P1.2 ；清EN
MOV R2,#04 ；置传送位数
MOV A,#00
LCALL W14499 ；调送数显示
MOV A,@R1 ；读要显示的数
MOV R2,#08 ；置传送位数
LCALL W14499
INC R1
MOV A,@R1
MOV R2,#08 ； 置传送位数
LCALL W14499
SETB P1.2 ；置EN位
RET
W14499: SETB P1.0 ； 清CLK
RLC A ；准备逐位送数显示
MOV P1.1,C ； 将数移入DA
CLR P1.0 ； 清CLK
DJNZ R2,W14499
RET

4.串行E2PROM读写程序

24C64为I2C总线的E2PROM。SCL为400kHz时钟线，SDA为双向数据线，A2、A1、A0三位为片选地址，即I2C总线上最多可并联8个串行E2PROM芯片。对E2PROM的操作方式由读写控制命令字决定，如图4所示。其中"1010"为4位读写控制码，R/W为读写控制位："0"为写操作，"1"为读操作。所以结合图1可知A2H为写控制命令字，A3H为读控制命令字。

对存储器写操作，首先，单片机向24C64发一个START命令，产生开始条件。然后，发写命令控制字(如A2H)。当24C64接到命令后，进入一个写周期，再由单片机发送存储地址，即确定数据写入到存储器的哪个地址，随后，单片机将要存储的数据送入到SDA数据线上。写周期结束时，单片机再发一停止位(STOP)。

对存储器读操作，首先，单片机向24C64发一个START命令，产生开始条件。然后发写命令控制字(如A2H)。当24C64接到命令后，进入一个写周期，再由单片机发送存储地址。存储地址发送成功后，单片机又向24C64发一个START命令，产生开始条件，然后发读命令控制字(A3H)。当24C64接到命令后，进入一个读周期，单片机从SDA数据线上读出指定存储地址中的数据。读周期结束时，单片机再发一停止位(STOP)。(程序略)

值得注意的是，对存储器操作时，每读写一个字节，单片机必须送一个应答位(ACK)，释放一下SDA数据线，以便存储器能继续接收数据。