無(wú)線手持磁條卡信息終端設(shè)計(jì)
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GPRS MODEM選用西門子公司的MC39i。MC39i是雙頻GSM／GPRS模塊，支持標(biāo)準(zhǔn)的ITU-TAT命令集，支持GPRS Class 10功能，具有功耗低，接口簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。MC39i模塊需要外接SIM卡座和天線。LPC2106的UART1接口與MC39i模塊的數(shù)據(jù)串口連接，并通過(guò)IGT信號(hào)啟動(dòng)觸發(fā)MC39i模塊。
磁條卡上的數(shù)據(jù)記錄格式采用ISO7811國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，最多包含3個(gè)磁道。大部分應(yīng)用中只使用二磁道信息。系統(tǒng)的磁條卡接口由磁頭和接口芯片組成。磁條卡接口芯片選用了臺(tái)灣Vikintek公司的單磁道F2F解碼芯片BS100E，該芯片可以實(shí)現(xiàn)磁頭信號(hào)的放大和F2F編碼數(shù)據(jù)的恢復(fù)。 BS100E的MSIA+和MSIA-管腳接磁頭輸出；CLS(Card Load Signal)管腳為磁條卡的刷卡有效信號(hào)，信號(hào)低電平有效，接LPC2106的外部中斷IO口；RDPA和RCPA分別為解碼輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，RDPA接LPC2106的GPIO口，RC-PA接LPC2106的外部中斷IO口。RCPA設(shè)置為上升沿觸發(fā)中斷。
3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 磁條卡接口驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
(1)磁條卡數(shù)據(jù)幀格式。本應(yīng)用系統(tǒng)中只考慮磁條卡的二磁道信息。二磁道以5個(gè)比特組成一個(gè)字符數(shù)據(jù)，最后一位表示奇偶校驗(yàn)位，使用奇校驗(yàn)，前面4位表示數(shù)據(jù)位，可以表示16種字符，包括10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字和6個(gè)其他字符。
磁道上的數(shù)據(jù)幀包括前導(dǎo)冗余數(shù)據(jù)、起始標(biāo)志、數(shù)據(jù)區(qū)、結(jié)束標(biāo)志、縱向冗余校驗(yàn)位(LRC)，后沿冗余數(shù)據(jù)6個(gè)部分(見(jiàn)圖3)，冗余數(shù)據(jù)區(qū)不含有效數(shù)據(jù)，只用作磁道數(shù)據(jù)的同步，由若干的0組成。起始標(biāo)志為11010；結(jié)束標(biāo)志為11111；LRC為磁道上有效字符的異或和。正向刷卡時(shí)，數(shù)據(jù)將按圖3的數(shù)據(jù)幀格式輸出；反向刷卡時(shí)，數(shù)據(jù)幀將會(huì)被前后反轉(zhuǎn)輸出，即先檢測(cè)到LRC，再檢測(cè)到結(jié)束標(biāo)志、數(shù)據(jù)區(qū)、起始標(biāo)志，同時(shí)每個(gè)字符的位順序也是前后反轉(zhuǎn)輸出的。此外，BS100E解碼芯片輸出的數(shù)據(jù)采用負(fù)邏輯表示，即輸出為1的數(shù)據(jù)，實(shí)際上表示的是數(shù)據(jù)0，必須取反后才能使用。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/156375.htm
(2)讀卡程序的實(shí)現(xiàn)
磁條卡解碼輸出接口的時(shí)序圖如圖4所示。
當(dāng)CLS為低電平時(shí)，表示磁卡已經(jīng)進(jìn)入讀卡器，開(kāi)始刷卡；當(dāng)CLS由低變高時(shí)，表示磁卡已經(jīng)離開(kāi)讀卡器，結(jié)束刷卡。在CLS為低的時(shí)候，每次RCPA下降沿出現(xiàn)時(shí)，RDPA送出一位數(shù)據(jù)。
在譯碼數(shù)據(jù)時(shí)，為了提高實(shí)時(shí)性，所有的數(shù)據(jù)處理都在中斷中進(jìn)行。在每次RCPA上升沿觸發(fā)中斷時(shí)讀取RDPA的數(shù)據(jù)并處理。在解碼時(shí)，首先要確定字符的邊界，即確定一個(gè)字符的起始位。字符的邊界識(shí)別采用圖5所示的狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)。
在搜索狀態(tài)，每讀入一位數(shù)據(jù)就與之前讀入的4位數(shù)據(jù)一起進(jìn)行奇校驗(yàn)，當(dāng)奇校驗(yàn)正確時(shí)，認(rèn)為識(shí)別出字符的邊界，轉(zhuǎn)移到預(yù)同步狀態(tài)。在預(yù)同步狀態(tài)，連續(xù)讀入5位數(shù)據(jù)后，判斷這5位數(shù)據(jù)奇校驗(yàn)是否正確。如果這五位數(shù)據(jù)奇校驗(yàn)正確，認(rèn)為字符的邊界判別正確，進(jìn)入同步狀態(tài)；否則返回到搜索狀態(tài)。在同步狀態(tài)中，按照?qǐng)D3的數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)譯碼。在數(shù)據(jù)譯碼的同時(shí)進(jìn)行奇校驗(yàn)檢查，當(dāng)出現(xiàn)奇校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，認(rèn)為字符的邊界不正確，重新返回搜索狀態(tài)。
譯碼成功后，中斷程序通過(guò)信號(hào)量通知應(yīng)用程序任務(wù)處理譯碼數(shù)據(jù)。
3．2 LwIP在μC／OS-Ⅱ上的移植
LwIP是瑞士計(jì)算機(jī)科學(xué)院的Adam Dunkels等開(kāi)發(fā)的一套用于嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)放源代碼TCP／IP協(xié)議棧。它占用較少的RAM和ROM，這使LwIP協(xié)議棧適合在低端嵌入式系統(tǒng)中使用。LwIP還支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(PPP)，可以通過(guò)PPP連接GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線上網(wǎng)。
LwIP在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到移植問(wèn)題，把所有與硬件、編譯器和操作系統(tǒng)相關(guān)的部分獨(dú)立出來(lái)，放在LwIP-1．3．0＼include＼arch和LwIP-1．3．0＼arch目錄下。因此LwIP在μC／OS-Ⅱ上的移植，主要工作就是編寫這兩個(gè)目錄下的相關(guān)文件。要編寫的文件主要包括cc．h、sys_ arch．h和sys_arch．c三個(gè)文件。移植LwIP協(xié)議棧，主要是針對(duì)具體硬件、編譯器和μC／OS-Ⅱ系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)以上3個(gè)文件。除此之外，還有一個(gè)配置文件lwipopt．h，主要對(duì)LwIP進(jìn)行功能配置。cc．h，sys_arch．h和sys_arch．c三個(gè)文件和lwipopt．h文件的修改內(nèi)容如下：
3．2．1 cc．h
主要定義與編譯器有關(guān)的宏，主要包括LwIP數(shù)據(jù)類型、調(diào)試輸出宏、臨界保護(hù)的宏、錯(cuò)誤編碼、字的高低位順序等等。
3．2．2 sys_arch．h
主要定義與操作系統(tǒng)相關(guān)的一些結(jié)構(gòu)體與宏，包括郵箱、信號(hào)量、線程ID等。
評(píng)論