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关于非接触式IC智能(射频)卡及其读写设备内核技术的研究与应用开发(连载8)

来源:中国一卡通网  作者:张敏  发布时间:2005-05-19 17:13:07  字体:[ ]

关键字:关于非接触式IC智能(射频)卡及其读写设备内核技术的研究与应用开发(连载8)  

摘   要:关于非接触式IC智能(射频)卡及其读写设备内核技术的研究与应用开发(连载8)

一). 对MCM200(SB201)操作指令的程序设计和开发
  对MCM指令的说明:
  MCU对MCM的控制是以MCU发出MCM的指令来达到的。MCU对MCM的控制事实上也就是对 Mifare 1 非接触式IC射频卡的控制。
  MCM的指令主要有这样一些:Request std, Request all,  Anticollision, Select, Load_key, Authentication(Auth_1a,Auth_1b), Read, Write, Increment, Decrement, Restore, Transfer, Halt 等等。其中比较重要的是前8条指令,以及Halt 停机指令等。因为它们可以完成MCU对Mifare 1 非接触式IC射频卡的很多应用场合的控制。例如 门禁控制系统(Door Access System),高速公路不停车收费系统,停车场收费管理系统,公交/地铁非接触式IC智能射频卡的“刷卡”读写器(收费管理系统),机关/企业内部考勤管理系统,医疗保险管理系统,出租车收费管理系统,银行服务“一卡通”等等。
  MCU对MCM的某一指令操作不是简单的一条指令所能完成的,必须有一个程序的序列来完成,其中有对MCM硬件内核寄存器的设置以及汇编语言软件上的判断和设置。例如对卡片进行读(READ)操作,则程序员必须对MCM内部的BCNTR寄存器,BCNTS寄存器,TOC寄存器,STACON寄存器等进行设置,同时还必须对地址进行设置,对每一个状态进行判别等等,对最终读得的数据还必须进行校验等等。就连一条最简单的停机(Halt)指令也必须首先对MCM内部的诸多寄存器进行设置,等等。不同的指令将设置不同的MCM内部寄存器以及应有不同的汇编语言程序序列。
  1.对MCM200(SB201)“Request std”和“ Request all”指令的汇编语言应用程序的设计
  功能:调用该汇编语言子程序,将执行MCM “Request std”或“ Request all”指令操作,读取Mifare 1 非接触式IC射频卡的TAGTYPE字节,建立与卡片的第一步必不可少的通信联系。

程序说明:
  1.在以下的汇编语言程序中,如果要调用该MCM指令操作,则应首先设置MCU的R2的值: R2=”00H”  执行Request std操作;
R2=”01H”  执行Request all操作;
  在该指令程序中用到了一些其他的子程序分别为:
D500US: 为500us的延时子程序;
H_SEND_TO_BUF01:
  DEMO电路中,将A寄存器中的数据送显示电路中的高四位中的第0,1位,以准备显示,地址为34H,35H;
H_SEND_TO_BUF23:
  DEMO电路中,将A寄存器中的数据送显示电路中的高四位中的第2,3位,以准备显示,地址为32H,33H;
SEND_TO_BUF01:
  DEMO电路中,将A寄存器中的数据送显示电路中的低四位中的第0,1位,以准备显示,地址为39H,3AH;
SEND_TO_BUF23:
  DEMO电路中,将A寄存器中的数据送显示电路中的低四位中的第2,3位,以准备显示,地址为37H,38H;
DISPLAY:
  DEMO电路中,显示8位数据中的低4位数据值。即将存储在37H至3AH显示内存中的低四位数据显示在LED上。
H_DISPLAY:
  DEMO电路中,显示8位数据中的高4位数据值。即将存储在31H至34H显示内存中的高四位数据显示在LED上。

2.在以下的汇编语言程序中,读者可能会碰到一些寄存器变量,或其他应用子程序,这些可能是用于主控程序或是调试而用。特加以说明。

  程序清单如下:
;======================== MCM REQUEST OPERATION ===================
request:
REPEAT_RQT:
_1_STACON:           ;设置MCM中的STACON寄存器为 : 0CH
    MOV A,#0CH       ;设置A寄存器 = 0CH
    MOV R0,#01H       ;STACON 寄存器地址为01H
    MOVX @R0,A       ;将A寄存器内容送入STACON寄存器中
_2_BAUDRATE: ;设置MCM中的BAUDRATE寄存器为:0EH
    MOV A,#0EH
    MOV R0,#05H
    MOVX @R0,A
_3_ENABLE:            ;设置MCM中的ENABLE寄存器为:0C0H
    MOV A,#0C0H
    MOV R0,#02H
    MOVX @R0,A
_4_MODE:  ;设置MCM中的MODE寄存器为:0C6H
    MOV A,#0D6H ;(如果采用SB201,则MODE寄存器应为:0D6H)
    MOV R0,#07H
    MOVX @R0,A
_5_STACON_AGAIN:
    MOV A,#0CH
    MOV R0,#01H
    MOVX @R0,A
_6_RCODE:
    MOV A,#02H
    MOV R0,#0EH
    MOVX @R0,A
_7_BCNTS:
    MOV A,#07H
    MOV R0,#03H
    MOVX @R0,A
_8_BCNTR:
    MOV A,#10H
    MOV R0,#04H
    MOVX @R0,A
;----------------------------------------------------------------    
JUDG_RQT_STD_OR_ALL:     ;根据R2值, 判断是执行Request std操作
    MOV A,R2         ;还是Request all操作
    XRL A,#01H
    JNZ RQT_STD
;----------------------------------------------------------------    
RQT_ALL:
    MOV A,#52H
    AJMP _11_RQT_MCM
RQT_STD:
    MOV A,#26H
_11_RQT_MCM:
    MOV R0,#00H
    MOVX @R0,A
_12_TOC:
    MOV A, #0AH
    MOV R0,#06H
    MOVX @R0,A       ;TOC = 0AH
;----------------------------------------------------------------    
RD_STACON: 
    MOV R0,#01H
    MOVX A,@R0       ;READ STACON()
;================================================================
JUDG_DV_BIT:
    JNB ACC.7,RD_STACON   ; RD_STACON
;================================================================
    mov r7,a        ;protect A = stacon()
;================================================================
    MOV A, #00H
    MOV R0,#06H
    MOVX @R0,A       ;TOC=00H
;================================================================
    mov a,r7        ;return stacon() value to A
;=================       ;for BE and TE error-flag
    ACALL H_SEND_TO_BUF23  ;DISPLAY R7XX ---> R7 = STACON()
;================================================================
_13_JUDG_ERR:
    JB ACC.6,TE_ERR     ; TE_ERR
    JB ACC.3,BE_ERR     ; BE_ERR
;================================================================
    MOV R0,#00H       ;READ_TAGTYPE_0
    MOVX A,@R0

    MOV 45H,A
    ACALL SEND_TO_BUF01   ;SEND TAGTYPE 0 TO DISP_BUF_LOW
;----------------------------------------------------------------    
    mov r0,#00h
    MOVX A,@R0       ;READ_TAGTYPE_1

    MOV 46H,A
    ACALL SEND_TO_BUF23   ;SEND TAGETYPE 1 TO DISP_BUF_HIGH
;----------------------------------------------------------------    
    MOV B,#00H       ;00H is OK flag
;================================================================
    mov a,b
    ACALL H_SEND_TO_BUF01  ;XXBB
;================================================================
    SETB P2.6        ;OK LAMP NOW WORKING
    mov a,#00h
    ACALL SPK_ON      ;if ok then spk on
    LJMP request_exit    ;exit and RET
;----------------------------------------------------------------    
TE_ERR: MOV B,#01        ;TE error flag is 01H
    MOV R6,B            

    LJMP RQT_EXIT
;----------------------------------------------------------------    
BE_ERR: MOV R7,#0AH       ;READY TO DELAY 500us
    ACALL D500US   ;延时500us
    MOV B,#0BH       ;BE error flag is 0BH    

    ; MOV A,#88H
    ; ACALL SEND_TO_BUF01
    ; ACALL SEND_TO_BUF23
;----------------------------------------------------------------    
RQT_EXIT:
    LJMP REPEAT_RQT
;----------------------------------------------------------------    
request_exit:
    RET
;==================End of MCM Request Operation =======================

2. 对MCM200(SB201)“AntiCollision”(防卡片重叠) 指令的汇编语言应用程序的设计
功能:调用该汇编语言子程序,将执行MCM “AntiCollision”(防卡片重叠) 指令操作。如果卡片读写器的天线之有效工作距离内有多张重叠的Mifare 1 非接触式IC射频卡,则该指令将帮助程序员选择其中指定的一张卡片进行操作。“AntiCollision”(防卡片重叠) 指令操作将读取卡片的系列号(SERIAL NUMBER)字节。
程序说明:
1.)在以下的汇编语言程序中,用到了一些其他的子程序(和上述的“Request std和Request all”指令操作中的相同),分别为:
D500US: 为500us的延时子程序;
H_SEND_TO_BUF01:(同上)
H_SEND_TO_BUF23:(同上)
SEND_TO_BUF01:(同上)
SEND_TO_BUF23:(同上)
DISPLAY:(同上)
H_DISPLAY:(同上)
2.)在以下的汇编语言程序中,读者可能会碰到一些寄存器变量,或其他应用子程序,这些可能是用于主控程序或是调试而用。特加以说明。等等。
3.)在本汇编语言子程序中,校验,计算卡片序列号的方法采用了相邻两个字节相互异或,得出的结果与下一个字节再异或这样一种方法。前四个字节异或的结果与第5个字节应该相同,即与第5个字节异或的结果应为“00H”,否则MCU读到的卡片的序列号有错。因此对于我们来说,卡片的序列号前四个字节是有意义的,第5个字节仅仅用于校验之用。并无实际意义。我们通常所说的序列号指的是前4个字节。并不包括第5个字节。这五个字节被存储在卡片的第0扇区的第0块中,由卡片的生产商制定,固化,不得更改,且在世面上流通的Mifare 1 S50系列的非接触式IC射频卡中,每一张卡片的序列号都不相同,都是唯一的。
例如,某一张卡片的序列号为:007e0a42H,则计算异或方法如下:
00h异或7eh:(第一和第二字节异或)
0000 0000
0111 1110
        ---------------------------
第一次异或结果为: 0111 1110      为7eh;
将7eh与0ah相异或:  0111 1110
0000 1010
       -------------------------------
第二次异或结果为:   0111 0100     为74h;
将74h与42h相异或:  0111 0100
            0100 0010
        -------------------------------
第三次异或结果为:   0011 0110     为36h;
这样前四个字节得到的异或结果为36H,如果读到的卡片上的序列号的第5个字节为36H,则证明此次得到的卡片的序列号是有效的。如果读到的卡片上的序列号的第5个字节不为36H,则证明此次得到的卡片的序列号是无效的。
第四次异或为:  将第三次异或结果36h与第5个字节相异或,如果第5个字节读到的值为36H,则:
将36h与36h相异或:  0011 0110
            0011 0110
        -------------------------------
第四次异或结果为:   0000 0000     为00h
这样四次异或结果为00H,表明MCU读取的卡片序列号是有效的。具体的程序如下,请读者仔细分析,定能理解上述关于卡片序列号的校验方法。

程序清单如下:
;======================== MCM ANTICOLLISION OPERTION ====================
anticollision:

ANTI_REPEAT:
    MOV A, #10H
    MOV R0,#03H
    MOVX @R0,A   ;BCNTS = 10H
    MOV A, #0CH
    SETB ACC.0   ;AC = 1
    MOV R0,#01H
    MOVX @R0,A   
    MOV R7,#02H   ;DELAY 1000US
    ACALL D500US
    MOV A, #93H
    MOV R0,#00H
    MOVX @R0,A   ;DATA = 93H (ANTICOLLISION OPERATION CODE)
    MOV A, #20H
    MOV R0,#00H
    MOVX @R0,A   ;DATA = 20H
    MOV A, #28H
    MOV R0,#04H
    MOVX @R0,A   ;BCNTR = 28H    
    MOV A, #0AH
    MOV R0,#06H
    MOVX @R0,A   ;TOC = 0AH
ANTI_RD_STACON:
    MOV R0,#01H
    MOVX A,@R0   ;READ: STACON ==> A
    JNB ACC.7,ANTI_RD_STACON    ;IF DV = 1? NO,IT WILL READ AGAIN
;--------------------- NOW DV=1, JUDG OTHER FLAGS---------------------
    MOV A, #00H
    MOV R0,#06H
    MOVX @R0,A   ;TOC = 00H
    JB ACC.6, ANTI_TE_ERR      ;TE ERR
    JB ACC.3, ANTI_BE_ERR      ;BE ERR
;----------------NOW NO ERRORS OCCUR,CAN READ SNR ----------------
    MOV R7,#04H   ;R7 IS A COUNTER,FOR READING 4-BYTE SERIAL NUMBER
    MOV B,#00H
    MOV R1,#40H
    MOV R0,#00H
ANTI_LOOP:
    MOVX A,@R0   
    MOV @R1,A    ;STORE SNR(1)--(4) IN 40H,41H,42H,43H
    XRL B,A     ;CACULATE
    INC R1
    DJNZ R7,ANTI_LOOP
    MOVX A,@R0   ;READ 5th CHK_SUM_VALUE
    XRL A,B     ;CACULATE
    JNZ ANTI_CHK_ERR_EXIT ;If Z=0? If Not,CHK_SUM_VALUE ERROR
;------------------------- NOW THE SNR IS VALID ----------------------------
_OK:
;MOV B,#00H       ;IF SNR OK,THEN (B) = 00H <----RETURN_VALUE

    MOV R1,#40H       ;(40H) ==> SNR(1)
    MOV A,@R1
    ACALL SEND_TO_BUF01  ;SEND SNR(1) TO DISP_BUF_LOW
    INC R1         ;(41H) ==> SNR(2)
    MOV A,@R1
    ACALL SEND_TO_BUF23  ;SEND SNR(2) TO DISP_BUF_HIGH
    INC R1         ;(42H) ==> SNR(3)
    MOV A,@R1
    ACALL H_SEND_TO_BUF01  ;SEND SNR(3) TO H_DISP_BUF_LOW
    INC R1         ;(43H) ==> SNR(4)
    MOV A,@R1
    ACALL H_SEND_TO_BUF23  ;SEND SNR(4) TO H_DISP_BUF_HIGH

    SETB P2.6       ;OK LAMP NOW WORKING P2.3
    ACALL SPK_ON      ;if ok then spk on
    MOV B,#00H       ;IF SNR OK,THEN (B) = 00H <----RETURN_VALUE
    AJMP ANTI_OK_EXIT
;----------------------ERROR PROCESS-------------------------------
ANTI_TE_ERR:
    MOV B,#01H       ;IF TE_ERR, THEN (B) = 01H
    AJMP ANTI_ERR_EXIT
ANTI_BE_ERR:
    MOV B,#0AH       ;IF BE_ERR, THEN (B) = 01H
    AJMP ANTI_ERR_EXIT
;------------------------------ exit process -----------------------------
ANTI_CHK_ERR_EXIT:
    MOV B,#08H
    MOV A,B
    ;ACALL H_SEND_TO_BUF23   ;SEND RETURN_ERR_VALUE TO DISP_BUF_HIGH
ANTI_ERR_EXIT:
ANTI_OK_EXIT:
    RET
;-------------------- End of MCM AntiCollision Operation -----------------

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