一卡通——基于arm 技術(shù)一卡通消費系統(tǒng)設(shè)計

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1、一卡通——基于ARM技術(shù)一卡通消費系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵字：ARM??ARM技術(shù)??一卡通??消費系統(tǒng)????????摘???要：通過對現(xiàn)有一卡通消費系統(tǒng)及ARM技術(shù)優(yōu)缺點分析，設(shè)計ARM7TDMI系列微處理器技術(shù)的一卡通消費系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括4個功能模塊：ARM7TDMI內(nèi)核技術(shù)S3C4510B的處理器及其自帶的以太網(wǎng)接口、IC卡操作模塊、外接設(shè)備的接口模塊和大容量的存儲模塊。通過軟件和硬件的配合，實現(xiàn)系統(tǒng)成本低、功能強、通用性強、系統(tǒng)可擴展性高等優(yōu)良性能。???引言????隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一卡通系統(tǒng)市

2、場越來越大，而一卡通消費系統(tǒng)作為它的主要組成部分發(fā)展卻比較慢，早在幾年前（甚至更早）的技術(shù)架構(gòu)下發(fā)展。為改進現(xiàn)有消費系統(tǒng)，增強市場競爭力，本文提出基于ARM技術(shù)的一卡通消費系統(tǒng)，不僅具有很好的市場效應(yīng)，還能促進一卡通系統(tǒng)發(fā)展。????本設(shè)計具備以下特點：???1)系統(tǒng)處理能力和穩(wěn)定性有一定提高，系統(tǒng)能管理百萬張IC卡和百萬條消費記錄，并有快速響應(yīng)能力；???2)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)得到改善，系統(tǒng)能提供高速、可靠的網(wǎng)絡(luò)通道，并支持未來的無線通信；???3)提高了系統(tǒng)性能價格比，非單純的降低成本；???4)系統(tǒng)既能工作

3、在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，也能在脫網(wǎng)狀態(tài)下正常工作。????1系統(tǒng)組成????1.1系統(tǒng)總體設(shè)計????硬件設(shè)計：如圖1所示，系統(tǒng)采用ARM7S3C4510B芯片作處理器，使用RTL8201構(gòu)成以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信接口，采用AT89C2051作為PS/2鍵盤輸入接口，再配合外部閃速存儲器K9F1208和SDRAM存儲器HY57V281620，8位LED顯示驅(qū)動芯片BC7281A及非接觸式IC卡驅(qū)動芯片MFRC500，構(gòu)成整個電路，它具有可靠性高、處理能力和聯(lián)網(wǎng)能力強及性能價格比高等優(yōu)點。????軟件設(shè)計：除提供現(xiàn)有消費系

4、統(tǒng)的所有功能外還提供32位的運算能力，系統(tǒng)處理和響應(yīng)能力提高。此外，系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口和TCP/IP協(xié)議，提供安全、快速的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，因此本系統(tǒng)使用方便，具有很強的通用性和極大的系統(tǒng)拓展性。???1.2系統(tǒng)主芯片介紹????ARM（AdvancedRISCMachines）是一個公司名，既是一類微處理器的通稱，也是一種技術(shù)的名稱[3]。到目前為止，ARM微處理器技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、無線通信、網(wǎng)絡(luò)、消費類電子產(chǎn)品、成像與安全產(chǎn)品等領(lǐng)域。????RISC架構(gòu)的ARM微處理器具有以下特點：???1）

5、體積小、低功耗、低成本、高性能；???2）支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件；???3）精簡的指令集，指令執(zhí)行速度更快；???4）尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；???5）嵌入式的ICE-RT邏輯，程序調(diào)試開發(fā)方便。32位ARM微處理器處理能力是8位單片機系統(tǒng)100倍以上，同時提供豐富的存儲器接口，有SRAM、SDRAM、FLASH、NANDFLASH等，最大化實現(xiàn)系統(tǒng)2GB的存儲器容量，卡存儲量和數(shù)據(jù)存儲能力都十分巨大，系統(tǒng)響應(yīng)時間也十分快捷。????由于A

6、RM微處理器的成本價格不斷下降，已經(jīng)接近8位微處理器的價格，所以，在小型系統(tǒng)的應(yīng)用中，投入也只是稍有增加。但是，當(dāng)系統(tǒng)增加到十幾個消費點以上，或者系統(tǒng)覆蓋區(qū)域較大時（超過1000m），因為組網(wǎng)的優(yōu)勢，系統(tǒng)的投入成本反而大大下降，同時，工程施工的費用也隨之大大降低[4]。????2系統(tǒng)軟件設(shè)計????系統(tǒng)軟件主要包括主控程序、讀卡程序、通訊程序、顯示程序、鍵盤接口程序等。????2.1主控軟件流程???主控軟件流程如圖2。???2.2讀卡模塊????IC卡操作作為軟件的一個模塊，是直接鑲嵌在程序主流程的刷

7、卡操作部分，并通過返回的執(zhí)行狀態(tài)可知道執(zhí)行的結(jié)果。首先，程序查詢MFRC500模塊的狀態(tài)，有卡在感應(yīng)區(qū)就開始卡操作流程，否則返回；然后，讀入必要的卡信息，并選擇要進行操作的卡（因會出現(xiàn)同時有幾張卡在感應(yīng)區(qū)的情況）；接著對卡的密碼進行驗證，只有符合本系統(tǒng)發(fā)放的密碼的卡才能操作，通過密碼驗證，就可進行卡讀、寫或其它操作。????2.3通訊模塊????1)發(fā)送數(shù)據(jù)。要發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送控制寄存器中的發(fā)送使能位必須置“1”，發(fā)送停止請求位必須清“0”。此外，MAC控制寄存器中的立即停止位和停止請求位也必須清“0”，

8、這些條件通常在初始化完成以后設(shè)置，然后由系統(tǒng)傳輸字節(jié)數(shù)據(jù)到發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。????發(fā)送狀態(tài)機開始發(fā)送FIFO中的數(shù)據(jù)，并保持前64個字節(jié)直到本站獲得網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)。此時，發(fā)送模塊請求更多的數(shù)據(jù)并發(fā)送，直到到達(dá)發(fā)送數(shù)據(jù)包末尾，發(fā)送模塊添加經(jīng)過計算的CRC到數(shù)據(jù)包的末尾并發(fā)送出去，然后設(shè)置發(fā)送狀態(tài)寄存器，即表示成功發(fā)送。如果中斷使能，該操作同時產(chǎn)生一個中斷請求。????2)接收數(shù)據(jù)。當(dāng)接收模塊使能時，監(jiān)控從發(fā)送模塊傳來的數(shù)據(jù)流。接收模塊首先檢測前導(dǎo)