无线手持磁条卡信息终端设计
GPRS MODEM选用西门子公司的MC39i。MC39i是双频GSM／GPRS模块，支持标准的ITU-TAT命令集，支持GPRS Class 10功能，具有功耗低，接口简单等优点。MC39i模块需要外接SIM卡座和天线。LPC2106的UART1接口与MC39i模块的数据串口连接，并通过IGT信号启动触发MC39i模块。
磁条卡上的数据记录格式采用ISO7811国际标准，最多包含3个磁道。大部分应用中只使用二磁道信息。系统的磁条卡接口由磁头和接口芯片组成。磁条卡接口芯片选用了台湾Vikintek公司的单磁道F2F解码芯片BS100E，该芯片可以实现磁头信号的放大和F2F编码数据的恢复。 BS100E的MSIA+和MSIA-管脚接磁头输出；CLS(Card Load Signal)管脚为磁条卡的刷卡有效信号，信号低电平有效，接LPC2106的外部中断IO口；RDPA和RCPA分别为解码输出的数据信号和时钟信号，RDPA接LPC2106的GPIO口，RC-PA接LPC2106的外部中断IO口。RCPA设置为上升沿触发中断。
3 软件设计
3．1 磁条卡接口驱动的实现
(1)磁条卡数据帧格式。本应用系统中只考虑磁条卡的二磁道信息。二磁道以5个比特组成一个字符数据，最后一位表示奇偶校验位，使用奇校验，前面4位表示数据位，可以表示16种字符，包括10个阿拉伯数字和6个其他字符。
磁道上的数据帧包括前导冗余数据、起始标志、数据区、结束标志、纵向冗余校验位(LRC)，后沿冗余数据6个部分(见图3)，冗余数据区不含有效数据，只用作磁道数据的同步，由若干的0组成。起始标志为11010；结束标志为11111；LRC为磁道上有效字符的异或和。正向刷卡时，数据将按图3的数据帧格式输出；反向刷卡时，数据帧将会被前后反转输出，即先检测到LRC，再检测到结束标志、数据区、起始标志，同时每个字符的位顺序也是前后反转输出的。此外，BS100E解码芯片输出的数据采用负逻辑表示，即输出为1的数据，实际上表示的是数据0，必须取反后才能使用。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/156375.htm
(2)读卡程序的实现
磁条卡解码输出接口的时序图如图4所示。
当CLS为低电平时，表示磁卡已经进入读卡器，开始刷卡；当CLS由低变高时，表示磁卡已经离开读卡器，结束刷卡。在CLS为低的时候，每次RCPA下降沿出现时，RDPA送出一位数据。
在译码数据时，为了提高实时性，所有的数据处理都在中断中进行。在每次RCPA上升沿触发中断时读取RDPA的数据并处理。在解码时，首先要确定字符的边界，即确定一个字符的起始位。字符的边界识别采用图5所示的状态机实现。
在搜索状态，每读入一位数据就与之前读入的4位数据一起进行奇校验，当奇校验正确时，认为识别出字符的边界，转移到预同步状态。在预同步状态，连续读入5位数据后，判断这5位数据奇校验是否正确。如果这五位数据奇校验正确，认为字符的边界判别正确，进入同步状态；否则返回到搜索状态。在同步状态中，按照图3的数据帧格式进行数据译码。在数据译码的同时进行奇校验检查，当出现奇校验错误时，认为字符的边界不正确，重新返回搜索状态。
译码成功后，中断程序通过信号量通知应用程序任务处理译码数据。
3．2 LwIP在μC／OS-Ⅱ上的移植
LwIP是瑞士计算机科学院的Adam Dunkels等开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码TCP／IP协议栈。它占用较少的RAM和ROM，这使LwIP协议栈适合在低端嵌入式系统中使用。LwIP还支持点对点协议(PPP)，可以通过PPP连接GPRS网络，实现无线上网。
LwIP在设计时就考虑到移植问题，把所有与硬件、编译器和操作系统相关的部分独立出来，放在LwIP-1．3．0＼include＼arch和LwIP-1．3．0＼arch目录下。因此LwIP在μC／OS-Ⅱ上的移植，主要工作就是编写这两个目录下的相关文件。要编写的文件主要包括cc．h、sys_ arch．h和sys_arch．c三个文件。移植LwIP协议栈，主要是针对具体硬件、编译器和μC／OS-Ⅱ系统重新设计以上3个文件。除此之外，还有一个配置文件lwipopt．h，主要对LwIP进行功能配置。cc．h，sys_arch．h和sys_arch．c三个文件和lwipopt．h文件的修改内容如下：
3．2．1 cc．h
主要定义与编译器有关的宏，主要包括LwIP数据类型、调试输出宏、临界保护的宏、错误编码、字的高低位顺序等等。
3．2．2 sys_arch．h
主要定义与操作系统相关的一些结构体与宏，包括邮箱、信号量、线程ID等。
评论