基于MCF52235 的RFID 通用開發平臺設計

　　MCF52235與LCD構件的通信同樣采用串行方式。串行通信的一次數據分3個字節傳輸。第一個字節數據格式為11111AB0，表示串行控制，A是選擇數據方向，1表示LCD到MCF52235，0表示MCF52235到LCD. B是選擇數據類型，1表示數據為顯示數據，0表示數據為控制命令。第二個字節格式為DDDD0000，表示8位數據的高4位。第三個字節格式為0000DDDD表示8位數據的低4位。

　　LCD 構件接口函數說明如下所示：

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　　void lcd_init();//初始化

　　void lcd_display (const char* buf， int line);//在第line 行顯示buf，line>=0 && line<= 3

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　　USB 軟件構件比較簡單，只需對MC9S12UF32的USB 模塊進行初始化，UF32 便可以和MCF52235 進行交互了。 由于MCF52235 與UF32采用串口連接， 因此只要在串口中斷程序中調用USB 構件，UF32 便可從串口接收數據， 然后通過USB 傳送給上位機。 上位機通過USB 接口發送數據給UF32 也產生一個中斷，在中斷程序把數據緩存起來再調用USB 構件， 通過串口發送給MCF52235. USB 構件接口函數說明如下所示：

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　　void uf32_uart_init(void);//uf32 模塊初始化

　　void uf32_uart_send(uint8 ch[]，uint32 n); //發送數據

　　uint32 uf32_uart_rev (uint8 ch []，uint32 n); //接收數據

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　　語音構件相對比較簡單，接口函數說明如下所示：

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　　void audio_init();//語音模塊初始化

　　void audio_play(int i);//語音播放

　　void audio_stop();//語音停止

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　　串口構件接口函數說明如下所示：

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　　uint8 hw_uart_init(uint8 uartNo， uint32 baud);//串口初始化

　　uint8 hw_uart_rev_one (uint8 uartNo， uint8 *fp); //串口接收一個字節到fp

　　uint8 hw_uart_send_one(uint8 uartNo， unit8 ch);

　　//串口發送一個字節

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　　SPI 構件接口函數說明如下所示：

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　　uint8 hw_spi_init (uint8 spiNo，uint8 master);//SPI 初始化

　　uint8 hw_spi_send (uint8 spiNo，uint8 data []，uint8 len);//SPI 發送數據

　　uint8 hw_spi_re(uint8 spiNo，uint8 data[]); //SPI接收數據

　　uint8 hw_spi_enable_re_int (uint8 spiNo); //開SPI 接收中斷

　　uint8 hw_spi_disable_re_int (uint8 spiNo); //關SPI 接收中斷

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　　GPIO 構件接口函數說明如下所示：

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　　uint8 hw_gpio_init (uint8 port，uint8 pin，uint8dir，uint8 state);//初始化端口為GPIO 引腳

　　uint8 hw_gpio_set (uint8 port，uint8 pin， uint8state); //設置指定引腳狀態

　　uint8 hw_gpio_get(uint8 port，uint8 pin);//獲取指定引腳狀態

　　uint8 hw_gpio_reverse(uint8 port，uint8 pin);//反轉指定引腳狀態

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　　高層構件包括三個部分：FreeRTOS 操作系統在MCF52235 上的移植[13-14]，Shell 的實現，網絡命令和信息的封裝。 將FreeRTOS 移植到MCF52235主要是實現3 個底層匯編級的支持函數，tk_frame(task *tk， int (*entry)()， int arg)函數為tk 進程創建堆棧幀保存進程的各種狀態;tk_switch (task *tk)函數用于把當前進程切換到tk 進程;tk_getsp()函數返回當前堆棧指針。 另外，在FreeRTOS 中運行一個Shell 進程，進程函數為int keyboard (int param)，可調試或查看系統狀態信息，比如各個進程的運行狀態、ARP 表、IP 地址、MAC 地址、連接狀態等。

　　Shell 實現的效果如圖5 所示。

　　在實際應用中，通常一臺PC 主機管理若干讀卡器， 一個讀卡器可以為若干PC 主機服務。 每個PC 主機和讀卡器都具有不同的IP 地址， 一臺PC主機可以控制讀寫器1 讀寫每個Type A 卡的某個塊數據， 還可以同時控制讀寫器2 讀寫每個TypeA 卡的另一個塊數據， 或者請求讀取Type B 卡的UID， 整個網絡關系比較復雜。 因此采用將主機發送的命令、網絡信息、卡信息封裝在如下所示的若干個數據結構中。

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　　struct invite_info //PC 主機發送的讀卡請求

　　{ char del_or_add; //主機離開或加入

　　uint8 type; //卡的類型

　　uint8 block; //要訪問的數據塊

　　uint8 password[6]; //塊的密碼

　　};

　　struct ip_arrays_B //讀Type B 卡信息

　　{ ip_addr ipaddress; //IP 地址

　　int port; //UDP 端口號

　　};

　　struct send_data_type //發送到主機的數據

　　{ uint8 sn[4]; //序列號

　　uint8 block; //塊號

　　uint8 data[16]; //16 個字節塊數據

　　uint8 ret; //返回值

　　};

　　struct IC_ope //用于消費用途的RFID 應用

　　{

　　uint8 block; //總的金額數

　　float fsub; //每次刷卡扣除的金額數量

　　uint8 *pass;

　　};

　　struct record_info //記錄卡信息

　　{ //此塊引用計數，0 表示沒有請求讀這塊數據

　　uint8 ref; //引用計數

　　uint8 block; //塊號

　　uint8 password[6]; //塊的訪問密碼

　　};

　　struct ip_arrays_A //讀Type A 卡信息

　　{ ip_addr ipaddress; //IP 地址

　　int port; // UDP 端口號

　　uint8 block [num_of_rf_structs]; //這個UDP連接要讀取的所有塊

　　};

　　struct net_cmd //發送到板子的命令

　　{ uint8 lenth; //請求數據長度

　　uint8 cmdope; //操作碼

　　uint8 data[1]; //數據

　　};//=================================

　　3 RFID 通用開發平臺應用

　　基于此平臺文中開發了學生機房上機刷卡系統。 在每個機房安裝一臺讀卡器，PC 主機的數據庫中存儲了每個機房的課表、任課教師和學生的信息。 學生持卡到各個機房的讀卡器上刷卡，讀卡器將讀到的信息通過網絡傳輸到PC 主機上，統計學生人數和上、下課時間等情況， 相關信息顯示在LCD 上并進行語音提示。 PC 端軟件實現了網絡通信功能和學生機房上機刷卡管理系統。 網絡通信通過CManagerDlg：： m_skInfo 和CManagerDlg：：

　　m_skCmd 這2 個sokcet 接口完成。 學生機房上機刷卡管理系統開發軟件采用VC++2012 和SQLServer 2012 關系型數據庫管理系統。 學生機房上機刷卡管理系統界面如圖6 所示。

　　4 結語

　　現有RFID 系統開發基本是根據具體應用需求進行單獨設計的。 而這些不同的應用系統在軟、硬件部分具有很大的重復性，為提高軟、硬件的可重用性，文中通過分析RFID 射頻識別系統一般模型，提出了一種基于MCF52235 的RFID 通用開發平臺軟、硬件構件化設計方案，設計了集成多種接口的具備通用功能的RFID 開發平臺，并將該平臺應用于學生機房上機管理系統中。 實踐證明它為RFID 系統開發提供了一個快速、通用的軟、硬件模型。