基于单片机的射频卡读卡器设计

时间寄存器主要用来设置数字解码器的采样点，在对射频卡进行其他操作前，需先对时间寄存器进行初始化。卡机通信需在一定的时间内完成，若在规定的时间内读卡器检测不到应答信号，则认为无卡，具体通过TIME0定时器在规定的时间内检测SOF信号来实现。所以，首先要初始化TIME0定时器，并对TIME0开中断，将读命令串写入命令发送缓冲区，另外需要计算命令串的CRC验证码(循环验证码)，接着存放命令串，最后调用发送模块将其一起发送。发送命令时钟由单片机控制，接收时钟由读卡器控制，因此在发送完命令串后接着要将时钟控制权交还给读卡器，定时器TIME0开始计时，检测射频卡发回的开始位信号，如果在规定时间内检测不到信号，定时器TIMER0便会发生溢出信号，CP U相应溢出中断，进入TIME0的中断服务子程序，将无卡标志位NOCARD置1，程序就会跳回，重新开始定时检测。当在计时范围内检测到SOF信号时，按照返回数据格式，接收数据标志(Flags)字节、安全状态字节等相应字节的数据，最后接收结束位EOF。若数据标志的最后一位为1，表明发送命令有误，射频卡会发送错误类型标识字节，否则射频卡会依次发送数据，调用接收模块，将接收的数据依次存放于接收缓冲区，用于对用户信息的核对。
在射频卡读／写控制程序中，命令发送模块和数据接收模块是射频卡读／写的关键所在。命令发送模块首先必须发出起始位SOF信号，然后发送具体的命令串。命令串的发送分为3部分：命令字发送；数据字发送；校验字节发送。命令字的发送必须是高位在先，而数据字发送则是低位在先，CRC校验码放在命令串最后，同命令串一起发送。命令串的传送通过移位实现，再通过DIN口逐位发送。在命令发送结束后，还要发送一个结束位EOF。接收模块在接收时必须先把时钟控制权交给读／写模块，接收时每次按位接收一个字节的内容，采样间隔为10μs，必须在规定的时间内完成接收工作，否则认为接收出错。程序通过定时器TIMER1实现计时，当计时到时IMER1发出溢出中断信号，CPU响应溢出中断，进入TIMER1中断服务子程序，将接收错误标志位VICCERROR置1，表示发生错误。程序在接收完一个字节的内容后判断VICCERROR的状态，如果发生错误，程序跳回，重新发送读命令。
3．2 液晶显示控制程序
LCD是通过P0口与P2口的P2．3，P2．4共同完成控制的。其中P0口作为数据口，P2．3，P2．4口作为控制口。首先通过P2．3口将REQ清零，准备向LCD写入数据，然后通过P2．4口读出LCD的BUSY口的状态。如果LCD为空闲状态，便可向LCD写入数据。向LCD写入数据需先将数据送到LCD数据线，然后给REQ一个上升沿，将数据线上的内容写入LCD。
3．3 键盘控制程序
键盘扫描通过P1口完成，先给第1列加低电平其余位皆为高电平，检查第1列是否有键按下，没有则检查第2列，再没有，检查第3列，第3列仍没有，返回重新检查第1列，依次循环检查。当有键按下时将键码存下，再重复检查若干次，实现去抖。最后通过查表得到有效键值返回。
3．4 辅助功能程序
射频卡读出的信息由2部分组成，首先是一串用户识别码，可在添加用户功能中向射频卡写入，其次就是一个字节的用户代号，设计用户代号主要是考虑用户挂失所用，在对用户信息验证时，先对用户代码验证，然后对用户识别码进行验证，其中任何一环节出现错误，则认为是非法用户，无法开启门锁。在具体设计上，“添加用户”主要通过向用户的新卡中写入合法的用户信息识别码来实现。此项功能属于用户的私人操作，在操作前必须经过密码验证，密码验证通过后，再由用户输入此卡对应的编号。挂失功能也是本文设计中的一个必备功能，它主要通过设置用户状态标志字来实现，在程序设计中给每一个用户分配一个字节的用户状态标志字，通过验证状态字来判断是处于正常状态还是挂失状态。同添加用户功能一样，该功能亦属于用户私人操作，也要经过密码验证。上述2项辅助功能都需经过密码验证，因此对密码的保密性、可更改性都提出了较高的要求，在本文设计中同样设置了“更改密码功能”，用户更改密码的前提是输入正确的用户密码，然后由用户连续两次输入格式和数据完全相同的密码，最后将新密码替换原先的旧密码。

4 结语
本文设计的射频卡读卡器是应工程实际需求而专门设计，采用单片机为主控器件，充分结合硬件、软件优势，采用低功耗、体积小、集成度高的元器件，减小了系统体积、重量、功耗，提高了编程灵活性。应用实践证明：该读卡器设计合理可行，具有工作可靠、操作方便、成本低廉、响应速度快、抗干扰能力强等优点。另外，该读卡器可以方便地与包括PC在内的串口设备连接，易于针对不同的的应用对象嵌入到其他各种射频识别应用系统中，拓展能力强，应用前景十分广阔。