關(guān)于非接觸式IC智能(射頻)卡及其讀寫設(shè)備內(nèi)核技術(shù)的研究與應(yīng)用開發(fā)(連載8）
文章出處：http://m.dipdnbxp.cn 作者：張敏 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年11月01日
一）. 對(duì)MCM200（SB201）操作指令的程序設(shè)計(jì)和開發(fā)
對(duì)MCM指令的說(shuō)明：
MCU對(duì)MCM的控制是以MCU發(fā)出MCM的指令來(lái)達(dá)到的。MCU對(duì)MCM的控制事實(shí)上也就是對(duì) 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(jī)指令等。因?yàn)樗鼈兛梢酝瓿蒑CU對(duì)Mifare 1 非接觸式IC射頻卡的很多應(yīng)用場(chǎng)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(fèi)系統(tǒng)，停車場(chǎng)收費(fèi)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(fèi)管理系統(tǒng)），機(jī)關(guān)/企業(yè)內(nèi)部考勤管理系統(tǒng)，醫(yī)療保險(xiǎn)管理系統(tǒng)，出租車收費(fèi)管理系統(tǒng)，銀行服務(wù)“一卡通”等等。
MCU對(duì)MCM的某一指令操作不是簡(jiǎn)單的一條指令所能完成的，必須有一個(gè)程序的序列來(lái)完成，其中有對(duì)MCM硬件內(nèi)核寄存器的設(shè)置以及匯編語(yǔ)言軟件上的判斷和設(shè)置。例如對(duì)卡片進(jìn)行讀（READ）操作，則程序員必須對(duì)MCM內(nèi)部的BCNTR寄存器，BCNTS寄存器，TOC寄存器，STACON寄存器等進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)還必須對(duì)地址進(jìn)行設(shè)置，對(duì)每一個(gè)狀態(tài)進(jìn)行判別等等，對(duì)最終讀得的數(shù)據(jù)還必須進(jìn)行校驗(yàn)等等。就連一條最簡(jiǎn)單的停機(jī)（Halt）指令也必須首先對(duì)MCM內(nèi)部的諸多寄存器進(jìn)行設(shè)置，等等。不同的指令將設(shè)置不同的MCM內(nèi)部寄存器以及應(yīng)有不同的匯編語(yǔ)言程序序列。
1．對(duì)MCM200（SB201）“Request std”和“ Request all”指令的匯編語(yǔ)言應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)
功能：調(diào)用該匯編語(yǔ)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(shuō)明：
1．在以下的匯編語(yǔ)言程序中,如果要調(diào)用該MCM指令操作，則應(yīng)首先設(shè)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(shí)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(chǔ)在37H至3AH顯示內(nèi)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(chǔ)在31H至34H顯示內(nèi)存中的高四位數(shù)據(jù)顯示在LED上。
2．在以下的匯編語(yǔ)言程序中，讀者可能會(huì)碰到一些寄存器變量，或其他應(yīng)用子程序，這些可能是用于主控程序或是調(diào)試而用。特加以說(shuō)明。
程序清單如下：
;======================== MCM REQUEST OPERATION ===================
request:
REPEAT_RQT:
_1_STACON: ;設(shè)置MCM中的STACON寄存器為 : 0CH
MOV A,#0CH ;設(shè)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(nèi)容送入STACON寄存器中
_2_BAUDRATE: ;設(shè)置MCM中的BAUDRATE寄存器為:0EH
MOV A,#0EH
MOV R0,#05H
MOVX @R0,A
_3_ENABLE: ;設(shè)置MCM中的ENABLE寄存器為:0C0H
MOV A,#0C0H
MOV R0,#02H
MOVX @R0,A
_4_MODE: ;設(shè)置MCM中的MODE寄存器為:0C6H
MOV A,#0D6H ;(如果采用SB201,則MODE寄存器應(yīng)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 ?。贿€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(shí)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(duì)MCM200（SB201）“AntiCollision”(防卡片重疊) 指令的匯編語(yǔ)言應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)
功能：調(diào)用該匯編語(yǔ)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(nèi)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(jìn)行操作。“AntiCollision”(防卡片重疊) 指令操作將讀取卡片的系列號(hào)（SERIAL NUMBER）字節(jié)。
程序說(shuō)明：
1．）在以下的匯編語(yǔ)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(shí)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(yǔ)言程序中，讀者可能會(huì)碰到一些寄存器變量，或其他應(yīng)用子程序，這些可能是用于主控程序或是調(diào)試而用。特加以說(shuō)明。等等。
3．）在本匯編語(yǔ)言子程序中，校驗(yàn)，計(jì)算卡片序列號(hào)的方法采用了相鄰兩個(gè)字節(jié)相互異或，得出的結(jié)果與下一個(gè)字節(jié)再異或這樣一種方法。前四個(gè)字節(jié)異或的結(jié)果與第5個(gè)字節(jié)應(yīng)該相同，即與第5個(gè)字節(jié)異或的結(jié)果應(yīng)為“00H”，否則MCU讀到的卡片的序列號(hào)有錯(cuò)。因此對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，卡片的序列號(hào)前四個(gè)字節(jié)是有意義的，第5個(gè)字節(jié)僅僅用于校驗(yàn)之用。并無(wú)實(shí)際意義。我們通常所說(shuō)的序列號(hào)指的是前4個(gè)字節(jié)。并不包括第5個(gè)字節(jié)。這五個(gè)字節(jié)被存儲(chǔ)在卡片的第0扇區(qū)的第0塊中，由卡片的生產(chǎn)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(hào)都不相同，都是唯一的。
例如，某一張卡片的序列號(hào)為：007e0a42H，則計(jì)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(jié)果為： 0111 1110 為7eh;
將7eh與0ah相異或： 0111 1110
0000 1010
-------------------------------
第二次異或結(jié)果為： 0111 0100 為74h;
將74h與42h相異或： 0111 0100
0100 0010
-------------------------------
第三次異或結(jié)果為： 0011 0110 為36h;
這樣前四個(gè)字節(jié)得到的異或結(jié)果為36H，如果讀到的卡片上的序列號(hào)的第5個(gè)字節(jié)為36H，則證明此次得到的卡片的序列號(hào)是有效的。如果讀到的卡片上的序列號(hào)的第5個(gè)字節(jié)不為36H，則證明此次得到的卡片的序列號(hào)是無(wú)效的。
第四次異或?yàn)椋骸?將第三次異或結(jié)果36h與第5個(gè)字節(jié)相異或，如果第5個(gè)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(jié)果為： 0000 0000 為00h
這樣四次異或結(jié)果為00H，表明MCU讀取的卡片序列號(hào)是有效的。具體的程序如下，請(qǐng)讀者仔細(xì)分析，定能理解上述關(guān)于卡片序列號(hào)的校驗(yàn)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 -----------------
