本文提出一种基于快速DSP芯片的非接触IC卡控制体系的设计思惟。此体系采取DSP芯片代替多个单片机作为核心处理器，应用DSP处理速度的优势，优化了体系的整体机能，同时南于一片DSP的价格也低于多片单片机的总和，是以本体系产品成本也占领优势，在此基本上，采取DSP芯片处理器还可以或许存储大年夜量的IC卡权限数据。 跟着射频技巧的赓续成长，无线通信范畴越来越受到人们的看重，而作为无线通信范畴中的非接触IC卡已经是到处可见了。如：公交车的公交卡，食堂里的饭卡，俱乐部里的健身卡等等，几乎涉及到了我们生活中的各个范畴。一般来说，小范智能卡围的、成熟的非接触IC卡体系以单片机为核心处理器，传输收集为RS485／4制卡公司22或者CAN总线，如许的体系构造具有控制功能强大年夜、价格便宜、易于开辟设计等长处，是以成为各类小范围非接触IC卡体系的首选筹划。但因为单片机的运算速度、存储空间和指令体系的局限性，在大年夜范围的非接触IC卡的收集体系中，假如持续采取一片单片机非接触卡为核心处理器，则寻址等待的时光以及数据存储量势必超出体系指标范围。传统的解决办法是增长单片机的数量，将IC卡信息分类存入响应的单片机中。如许固然可以解决上述问题，但同时也带来了弊病，一方面这将使得全部体系的成本增长，另一方面势必增长了体系的复杂性以及不肯定性，给应用者带来了诸多不便。
针对以上情况，本文提出一种基于快速DSP芯片的非接触IC卡控制体系的设计思惟。此体系采取DSP芯片代替多个单片机作为核心处理器，应用DSP处理速度的优势，优化了体系的整体机能，同时南于一片DSP的价格也低于多片单片机的总和，是以本体系产品成本也占领优势，在此基本上，采取DSP芯片处理器还可以或许存储大年夜量的IC卡权限数据。
1 体系架构
体系总体设计图如图1所示，本体系构成了一个典范控制收集，当读卡器MF RC2500处于检测终端的磁场范围之内时，将会接收外部旌旗灯号的射频脉冲，同时从接收到的射频脉冲中解调出信息送到控制器TMS320F2407，控制器TMS320F2407对读卡器MFRC500进行读写操作，将接收到信息进行分析、处理后，经由RS-485／422以半(全)双工通信方法将旌旗灯号送到办事器中，形成一个总线拓扑构造的控制收集。在体系工作过程中，办事器随时监测控制器的状况，断定控制器的工作情况，检测读卡器的状况。办事器和控制器工作在主从方法下，由办事器发出的控制敕令和控制器返回的响应信息经由过程八芯电缆进行传输。
Philips公司的MF RC500型读卡器是应用于13．56 MHz非接触式通信的高度集成读卡IC系列中的一员。该系列读安全芯片卡器应用先辈的调制和解调概念，完全集成了13．56 MHz下所有类型的被动非接触式通信方法和协定，是本体系实现无线通信的核心模块。MFRC500系列模块支撑SO14443TypeA协定的1～4部分和Mifare经典协定，内部发送器部分不须要增长有源电路就可以或许直接驱动近操作距离的天线，采取CRYPO1加密算法并含有安然的非易掉内部密钥存储器。芯片内部集成了模仿调制解调电路，只需起码量的外围电路就可以工作，支撑I2C接口，UART接口，SPI接口。特别实用于ISO14443标准下水、电、煤气表、主动售货机、门禁、电梯、饮水机、德律风机等计费体系或身份辨认体系的读卡器的应用。
2 硬件构造
MF RC500的并行接口可以与具备不合类型并行接口的多种微处理器相连，每次上电复位后，MF RC500都将复位它的并行接口模式，并经由过程响应引脚的逻辑电平，剖断当前微处理器的接口类型，实现与微处理器的同步。本体系采取读写选通分别且地址／数据总线复用的构建方法，连接道理图如图2所示。由图2可以看出本体系采取中断工作模式，即TMS320F24快卡07根据MF RC500供给的中断信息对其进行控制。别的，根据实际情况，体系也可采取查询方法对非接触IC芯片的操作。
MF RC500的地址总线A2，A1和A0始终为011；来自TMS320F2407的复位脚负跳变将复位MF RC500，TMS320F2407的DS脚生成片选旌旗灯号NCS和脚分别输出读控制旌旗灯号NRD和写控制旌旗灯号NWR，A4脚则生成地址锁存旌旗灯号ALE (TMS320F2407的地址线与数据线是自力的，没有ALE地址的操作，为了可以或许拜访MF RC500，这里经由过程对I／O引脚的输出编程进行实现)，TMS320F2407的中断引脚INT0与MFRC500的中断引脚直接相连，MF RC500的中断输出将触发TMS320F2407进入响应的中断办事法度榜样中去。
3 软件设计
3．1 通信协定
TMS320F2407控制器与体系办事器通信采取全／半双工方法，照办RS-232／RS-485规定一帧数据的格局以及电平特点，各类敕令与返回状况信息构成本体系的通信协定。推敲到体系扩大、集成时会带来的问题，设计时尽量把通信协定标准化。在本体系软件设计中，通信协定采取 帧头+地址+敕令+数据+校验+帧尾 的格局。
3．2 软件设计
体系软件设计的重要法度榜样包含：询卡操作法度榜样、通信中断处理法度榜样、读写时钟、选卡、读卡法度榜样以及与上位机通信法度榜样等。对卡操作的过程是一个很复杂的法度榜样履行过程，要对MF RC500内部一系列的存放器进行设备，并且这些操尴尬刁难时序请求异常严格。起首体系初始化，假如有卡进入射频区域则芯片开端读卡，根据卡片信息与片内存储信息进行比较断定是否为对应卡；假如不是有效卡，则法度榜样返回；若是对应卡则断定此卡是否须要暗码，假如不须要输入暗码，直接读卡内信息，卡内信息如与上位机中信息吻合就根据法度榜样履行相干指令；须要暗码时，则等待输入暗码后读卡内信息，假如持续三次输入暗码都缺点，证实卡无效，主法度榜样返回。主法度榜样的流程图如图3所示。
4 体系机能测试成果评估
经由理论计算和实际样机验证，基于TMS320F2407的非接触IC卡体系来说，较之于单片机为核心的系同一般有以下几方面的优势：
(1)体系存储量大年夜，TMS320F2407的数据采取16位的模式，相对于传统8位的单片机，在同样片选的情况下数据是它的两倍，而TMS320F24 07的12根I／O数字引脚经由设备后都可以用来作为地址的片选旌旗灯号。恰是基于TMS320F2407的特别存储构造和丰富的引脚资本，使得它的存储量远弘远年夜于以单片机核心的体系，完全知足大年夜容量卡数据的应用处合。
(2)处理速度快。体系晶振为10 MHz，经由二分频后就为20 MHz，经由计算以及实际验证，法度榜样经由运行后找卡时光约为0．0042s，MFRC 500格局传输的规定，一次刷卡传输数据的时光不会跨越0．2 s，是以在体系准时器设置0．3的准时常数时，可以得出体系最大年夜可容卡大年夜约为100万。
5 停止语
本文重要介绍一种基于DSP的非接触IC卡控制体系，给出了响应的硬件和软件设计。本体系通用性强，实用面广，涉及到各个范畴中的应用，可根据实际情况在此框架中进行修改。相对于单片机为核心的非接触IC卡控制体系来讲，具有存储容量大年夜，处理速度快，体系成本低的长处，适应于大年夜范围的应用处合。经实际应用证实，该体系工作稳定，及时性好，抗干扰才能强，性价比高，操作灵活、便利，若投入应用将会产生较好的经济效益。
