2 讀卡器的軟件設計

　　讀卡器的操作系統采用較穩定的Linux-2.6.30內核，文件系統為yaffs文件系統。軟件分為2大部分：第一部分為QT程序，主要的功能是接受用戶指令與顯示圖形界面；第二部分為射頻驅動程序，它負責對RC632的寄存器進行操作，實現具體的射頻功能。在編寫射頻讀卡的QT應用程序之后，需把它整合到yaffs文件系統中。此外，還需裁剪linux內核，把驅動配置到內核配置單中。

　　13.56MHz的RFID的典型協議有ISO-14443協議和ISO-15693協議。其中ISO-14443協議是非接觸式IC卡標準協議，應用較ISO-15693更為廣泛。下面將主要分析ISO-14443協議，ISO-14443由4個部分組成：第一部分，物理特性；第二部分，頻譜功率和信號接口；第三部分，初始化和防碰撞算法；第四部分，通訊協議。

　　ISO-14443通信協議的報文可分成6個部分，如表1所示：

　　表1 ISO-14443通信協議的報文數據格式

　　報頭2字節固定為AABB，報文長度代表從節點到校驗的字節之和，命令代碼指明了報文的功能。常用的命令代碼有0201（尋卡）、0202（防沖突）、0203（選卡）、0206（密碼認證）、0208（讀卡）、0209（寫卡）等。

　　QT程序在啟動后，會在TFT-LCD上顯示一系列的圖標，分別為：尋卡、讀卡、寫卡、選擇扇區等，在尋卡中包含了防沖突檢測，它是讀卡過程中非常重要的一個步驟［10-11］。其流程如下，當用戶點擊TFT-LCD的尋卡圖標時，觸摸屏上會產生觸摸點的位置信號，系統根據觸摸點坐標判斷其所在的區域，依據觸摸的區域，系統做出相應的處理。QT程序把ISO-14443協議中的尋卡（0201），防沖突（0202），選卡（0203），密碼認證（0206）都整合到1個子函數中。尋卡過程分為4個過程：

　　1）搜索標簽-即S3C6410通過串口1發送指令給RC632操作其中的相關寄存器進行天線操作。無論是否有卡在天線感應區域范圍之內，RC632都會S3C6410回傳相關數據，S3C6410收到數據后，進行判斷是否有電子標簽存在。

　　2）防沖突-如果在天線感應區域范圍之內有一張以上的電子標簽，那么讀卡器就需要進行選擇。RC632在防沖突后，將給微處理器傳回4個字節的電子標簽卡號。

　　3）選擇標簽-如果要對相應卡號的電子標簽進行操作，則微處理器就會發送命令給RC632，使其選中這張電子標簽，以便進行下一步的讀寫操作。

　　4）密碼認證-只有擁有正確密碼的讀卡器才能讀寫相應的電子標簽。

　　選擇扇區后，如進行讀卡操作，則直接點擊讀卡圖標，如進行寫卡操作的話，則還需用輸入數據。如圖3所示。

　　圖3 QT應用程序流程。

　　射頻驅動程序在收到應用程序發來的報文后，除去報頭與校驗位，通過case語句判斷命令代碼，然后跳轉到相應的子程序，子函數通過驅動程序對RC632的寄存器進行設置，實現射頻操作。讀取RC632數據時，MOSI線的第一個字節設置模式與地址：具體來說，第0位設置為1，第1位到第6位為地址，第7位設置為0，MOSI線的其他字節均按此設置。MISO線的第一個字節保留，從第二個字節開始為從RC632返回的數據。對RC632寫入數據時，MOSI線的第一字節代表地址，從第二個字節開始為寫入RC632的數據，此時MISO線沒有啟用。

　　驅動RC632時，首先設置信道校驗寄存器，把第0，2比特置1（啟用奇偶校驗與CRC校驗），然后把控制寄存器第3比特清零（不啟用數據加密），接著把0x07寫入比特結構控制器，最后一步是設置發射控制寄存器為0x03（在管腳TX2發送未經調制的13.56MHz連續載波）。設置完寄存器狀態后，RC632便可與電子鉛封進行通信。通信過程中的寄存器操作包含以下幾個步驟：

　　1）置中斷使能與中斷請求2個寄存器為0x07，設置命令寄存器，取消當前命令；2）清除FIFO BUF讀寫指針（即FIFO［6:0］清零），設置中斷使能寄存器，提示標志位已經設置；3）依次把數據寫入到FIFO BUF，把數據從天線發送出去；4）設置命令寄存器，激活要執行的命令，讀取錯誤標志寄存器，判斷是否出錯；5）等待規定的時間，然后讀FIFO BUF，把天線接收的數據讀取到RC632中；6）置中斷時能與中斷請求2個寄存器為0x07，設置控制寄存器，停止定時器，設置命令寄存器，取消當前命令。