關于非接觸式IC智能(射頻)卡及其讀寫設備內核技術的研究與應用開發(fā)(連載8）

文章出處：http://srpd123.com 作者：張敏   人氣： 發(fā)表時間：2011年11月01日

一）. 對MCM200（SB201）操作指令的程序設計和開發(fā)
　　對MCM指令的說明：
　　MCU對MCM的控制是以MCU發(fā)出MCM的指令來達到的。MCU對MCM的控制事實上也就是對 Mifare 1 非接觸式IC射頻卡的控制。
　　MCM的指令主要有這樣一些：Request std, Request all,　 Anticollision, Select, Load_key, Authentication(Auth_1a,Auth_1b), Read, Write, Increment, Decrement,　Restore, Transfer, Halt 等等。其中比較重要的是前8條指令，以及Halt 停機指令等。因為它們可以完成MCU對Mifare 1 非接觸式IC射頻卡的很多應用場合的控制。例如 門禁控制系統(tǒng)（Door Access System）,高速公路不停車收費系統(tǒng)，停車場收費管理系統(tǒng)，公交/地鐵非接觸式IC智能射頻卡的“刷卡”讀寫器（收費管理系統(tǒng)），機關/企業(yè)內部考勤管理系統(tǒng)，醫(yī)療保險管理系統(tǒng)，出租車收費管理系統(tǒng)，銀行服務“一卡通”等等。
　　MCU對MCM的某一指令操作不是簡單的一條指令所能完成的，必須有一個程序的序列來完成，其中有對MCM硬件內核寄存器的設置以及匯編語言軟件上的判斷和設置。例如對卡片進行讀（READ）操作，則程序員必須對MCM內部的BCNTR寄存器，BCNTS寄存器，TOC寄存器，STACON寄存器等進行設置，同時還必須對地址進行設置，對每一個狀態(tài)進行判別等等，對最終讀得的數(shù)據(jù)還必須進行校驗等等。就連一條最簡單的停機（Halt）指令也必須首先對MCM內部的諸多寄存器進行設置，等等。不同的指令將設置不同的MCM內部寄存器以及應有不同的匯編語言程序序列。
　　1．對MCM200（SB201）“Request std”和“ Request all”指令的匯編語言應用程序的設計
　　功能：調用該匯編語言子程序，將執(zhí)行MCM “Request std”或“ Request all”指令操作，讀取Mifare 1 非接觸式IC射頻卡的TAGTYPE字節(jié)，建立與卡片的第一步必不可少的通信聯(lián)系。

程序說明：
　　1．在以下的匯編語言程序中,如果要調用該MCM指令操作，則應首先設置MCU的R2的值: R2=”00H”　 執(zhí)行Request std操作;
R2=”01H”　 執(zhí)行Request all操作;
　　在該指令程序中用到了一些其他的子程序分別為：
D500US： 為500us的延時子程序；
H_SEND_TO_BUF01：
　　DEMO電路中,將A寄存器中的數(shù)據(jù)送顯示電路中的高四位中的第0，1位,以準備顯示,地址為34H,35H；
H_SEND_TO_BUF23：
　　DEMO電路中,將A寄存器中的數(shù)據(jù)送顯示電路中的高四位中的第2，3位,以準備顯示,地址為32H,33H；
SEND_TO_BUF01：
　　DEMO電路中,將A寄存器中的數(shù)據(jù)送顯示電路中的低四位中的第0，1位,以準備顯示,地址為39H,3AH；
SEND_TO_BUF23：
　　DEMO電路中，將A寄存器中的數(shù)據(jù)送顯示電路中的低四位中的第2，3位,以準備顯示,地址為37H,38H；
DISPLAY：
　　DEMO電路中，顯示8位數(shù)據(jù)中的低4位數(shù)據(jù)值。即將存儲在37H至3AH顯示內存中的低四位數(shù)據(jù)顯示在LED上。
H_DISPLAY：
　　DEMO電路中，顯示8位數(shù)據(jù)中的高4位數(shù)據(jù)值。即將存儲在31H至34H顯示內存中的高四位數(shù)據(jù)顯示在LED上。

2．在以下的匯編語言程序中，讀者可能會碰到一些寄存器變量，或其他應用子程序，這些可能是用于主控程序或是調試而用。特加以說明。

　　程序清單如下：
;======================== MCM REQUEST OPERATION ===================
request:
REPEAT_RQT:
_1_STACON:　　　　　　　　　　　;設置MCM中的STACON寄存器為 : 0CH
　　　　MOV A,#0CH　　　　　　　;設置A寄存器 = 0CH
　　　　MOV R0,#01H　　　　　　 ;STACON 寄存器地址為01H
　　　　MOVX @R0,A　　　　　　　;將A寄存器內容送入STACON寄存器中
_2_BAUDRATE: ;設置MCM中的BAUDRATE寄存器為:0EH
　　　　MOV A,#0EH
　　　　MOV R0,#05H
　　　　MOVX @R0,A
_3_ENABLE:　　　　　　　　　　　 ;設置MCM中的ENABLE寄存器為:0C0H
　　　　MOV A,#0C0H
　　　　MOV R0,#02H
　　　　MOVX @R0,A
_4_MODE:　 ;設置MCM中的MODE寄存器為:0C6H
　　　　MOV A,#0D6H ;(如果采用SB201,則MODE寄存器應為: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：　　　　??；根據(jù)R2值, 判斷是執(zhí)行Request std操作
　　　　MOV A,R2　　　　　　　　　；還是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 　　;延時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． 對MCM200（SB201）“AntiCollision”(防卡片重疊) 指令的匯編語言應用程序的設計
功能：調用該匯編語言子程序，將執(zhí)行MCM “AntiCollision”(防卡片重疊) 指令操作。如果卡片讀寫器的天線之有效工作距離內有多張重疊的Mifare 1 非接觸式IC射頻卡，則該指令將幫助程序員選擇其中指定的一張卡片進行操作?！癆ntiCollision”(防卡片重疊) 指令操作將讀取卡片的系列號（SERIAL NUMBER）字節(jié)。
程序說明：
1．）在以下的匯編語言程序中，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），分別為：
D500US： 為500us的延時子程序；
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．）在以下的匯編語言程序中，讀者可能會碰到一些寄存器變量，或其他應用子程序，這些可能是用于主控程序或是調試而用。特加以說明。等等。
3．）在本匯編語言子程序中，校驗，計算卡片序列號的方法采用了相鄰兩個字節(jié)相互異或，得出的結果與下一個字節(jié)再異或這樣一種方法。前四個字節(jié)異或的結果與第5個字節(jié)應該相同，即與第5個字節(jié)異或的結果應為“00H”，否則MCU讀到的卡片的序列號有錯。因此對于我們來說，卡片的序列號前四個字節(jié)是有意義的，第5個字節(jié)僅僅用于校驗之用。并無實際意義。我們通常所說的序列號指的是前4個字節(jié)。并不包括第5個字節(jié)。這五個字節(jié)被存儲在卡片的第0扇區(qū)的第0塊中，由卡片的生產商制定，固化，不得更改，且在世面上流通的Mifare 1 S50系列的非接觸式IC射頻卡中，每一張卡片的序列號都不相同，都是唯一的。
例如，某一張卡片的序列號為：007e0a42H，則計算異或方法如下：
00h異或7eh：（第一和第二字節(jié)異或）
0000 0000
0111 1110
　　　　　　　 ---------------------------
第一次異或結果為： 0111 1110　　　　　　為7eh;
將7eh與0ah相異或：　　0111 1110
0000 1010
　　　　　　　-------------------------------
第二次異或結果為：　　　0111 0100　　　　 為74h;
將74h與42h相異或：　　0111 0100
　　　　　　　　　　　　0100 0010
　　　　　　　 -------------------------------
第三次異或結果為：　　　0011 0110　　　　 為36h;
這樣前四個字節(jié)得到的異或結果為36H，如果讀到的卡片上的序列號的第5個字節(jié)為36H，則證明此次得到的卡片的序列號是有效的。如果讀到的卡片上的序列號的第5個字節(jié)不為36H，則證明此次得到的卡片的序列號是無效的。
第四次異或為：　 將第三次異或結果36h與第5個字節(jié)相異或，如果第5個字節(jié)讀到的值為36H，則：
將36h與36h相異或：　　0011 0110
　　　　　　　　　　　　0011 0110
　　　　　　　 -------------------------------
第四次異或結果為：　　　0000 0000　　　　 為00h
這樣四次異或結果為00H，表明MCU讀取的卡片序列號是有效的。具體的程序如下，請讀者仔細分析，定能理解上述關于卡片序列號的校驗方法。

程序清單如下：
;======================== 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　-----------------