無線手持磁條卡信息終端設計
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GPRS MODEM選用西門子公司的MC39i。MC39i是雙頻GSM／GPRS模塊，支持標準的ITU-TAT命令集，支持GPRS Class 10功能，具有功耗低，接口簡單等優(yōu)點。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IGT信號啟動觸發(fā)MC39i模塊。
磁條卡上的數(shù)據(jù)記錄格式采用ISO7811國際標準，最多包含3個磁道。大部分應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灣Vikintek公司的單磁道F2F解碼芯片BS100E，該芯片可以實現(xiàn)磁頭信號的放大和F2F編碼數(shù)據(jù)的恢復。 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，信號低電平有效，接LPC2106的外部中斷IO口；RDPA和RCPA分別為解碼輸出的數(shù)據(jù)信號和時鐘信號，RDPA接LPC2106的GPIO口，RC-PA接LPC2106的外部中斷IO口。RCPA設置為上升沿觸發(fā)中斷。
3 軟件設計
3．1 磁條卡接口驅(qū)動的實現(xiàn)
(1)磁條卡數(shù)據(jù)幀格式。本應用系統(tǒng)中只考慮磁條卡的二磁道信息。二磁道以5個比特組成一個字符數(shù)據(jù)，最后一位表示奇偶校驗位，使用奇校驗，前面4位表示數(shù)據(jù)位，可以表示16種字符，包括10個阿拉伯數(shù)字和6個其他字符。
磁道上的數(shù)據(jù)幀包括前導冗余數(shù)據(jù)、起始標志、數(shù)據(jù)區(qū)、結(jié)束標志、縱向冗余校驗位(LRC)，后沿冗余數(shù)據(jù)6個部分(見圖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。起始標志為11010；結(jié)束標志為11111；LRC為磁道上有效字符的異或和。正向刷卡時，數(shù)據(jù)將按圖3的數(shù)據(jù)幀格式輸出；反向刷卡時，數(shù)據(jù)幀將會被前后反轉(zhuǎn)輸出，即先檢測到LRC，再檢測到結(jié)束標志、數(shù)據(jù)區(qū)、起始標志，同時每個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)采用負邏輯表示，即輸出為1的數(shù)據(jù)，實際上表示的是數(shù)據(jù)0，必須取反后才能使用。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156375.htm
(2)讀卡程序的實現(xiàn)
磁條卡解碼輸出接口的時序圖如圖4所示。
當CLS為低電平時，表示磁卡已經(jīng)進入讀卡器，開始刷卡；當CLS由低變高時，表示磁卡已經(jīng)離開讀卡器，結(jié)束刷卡。在CLS為低的時候，每次RCPA下降沿出現(xiàn)時，RDPA送出一位數(shù)據(jù)。
在譯碼數(shù)據(jù)時，為了提高實時性，所有的數(shù)據(jù)處理都在中斷中進行。在每次RCPA上升沿觸發(fā)中斷時讀取RDPA的數(shù)據(jù)并處理。在解碼時，首先要確定字符的邊界，即確定一個字符的起始位。字符的邊界識別采用圖5所示的狀態(tài)機實現(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)一起進行奇校驗，當奇校驗正確時，認為識別出字符的邊界，轉(zhuǎn)移到預同步狀態(tài)。在預同步狀態(tài)，連續(xù)讀入5位數(shù)據(jù)后，判斷這5位數(shù)據(jù)奇校驗是否正確。如果這五位數(shù)據(jù)奇校驗正確，認為字符的邊界判別正確，進入同步狀態(tài)；否則返回到搜索狀態(tài)。在同步狀態(tài)中，按照圖3的數(shù)據(jù)幀格式進行數(shù)據(jù)譯碼。在數(shù)據(jù)譯碼的同時進行奇校驗檢查，當出現(xiàn)奇校驗錯誤時，認為字符的邊界不正確，重新返回搜索狀態(tài)。
譯碼成功后，中斷程序通過信號量通知應用程序任務處理譯碼數(shù)據(jù)。
3．2 LwIP在μC／OS-Ⅱ上的移植
LwIP是瑞士計算機科學院的Adam Dunkels等開發(fā)的一套用于嵌入式系統(tǒng)的開放源代碼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還支持點對點協(xié)議(PPP)，可以通過PPP連接GPRS網(wǎng)絡，實現(xiàn)無線上網(wǎng)。
LwIP在設計時就考慮到移植問題，把所有與硬件、編譯器和操作系統(tǒng)相關(guān)的部分獨立出來，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三個文件。移植LwIP協(xié)議棧，主要是針對具體硬件、編譯器和μC／OS-Ⅱ系統(tǒng)重新設計以上3個文件。除此之外，還有一個配置文件lwipopt．h，主要對LwIP進行功能配置。cc．h，sys_arch．h和sys_arch．c三個文件和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、臨界保護的宏、錯誤編碼、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、信號量、線程ID等。
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