基于MCF52235 的RFID 通用开发平台设计

MCF52235与LCD构件的通信同样采用串行方式。串行通信的一次数据分3个字节传输。第一个字节数据格式为11111AB0，表示串行控制，A是选择数据方向，1表示LCD到MCF52235，0表示MCF52235到LCD. B是选择数据类型，1表示数据为显示数据，0表示数据为控制命令。第二个字节格式为DDDD0000，表示8位数据的高4位。第三个字节格式为0000DDDD表示8位数据的低4位。

　　LCD 构件接口函数说明如下所示：

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　　void lcd_init();//初始化

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

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　　USB 软件构件比较简单，只需对MC9S12UF32的USB 模块进行初始化，UF32 便可以和MCF52235 进行交互了。 由于MCF52235 与UF32采用串口连接， 因此只要在串口中断程序中调用USB 构件，UF32 便可从串口接收数据， 然后通过USB 传送给上位机。 上位机通过USB 接口发送数据给UF32 也产生一个中断，在中断程序把数据缓存起来再调用USB 构件， 通过串口发送给MCF52235. USB 构件接口函数说明如下所示：

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　　void uf32_uart_init(void);//uf32 模块初始化

　　void uf32_uart_send(uint8 ch[]，uint32 n); //发送数据

　　uint32 uf32_uart_rev (uint8 ch []，uint32 n); //接收数据

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　　语音构件相对比较简单，接口函数说明如下所示：

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　　void audio_init();//语音模块初始化

　　void audio_play(int i);//语音播放

　　void audio_stop();//语音停止

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　　串口构件接口函数说明如下所示：

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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); //串口接收一个字节到fp

　　uint8 hw_uart_send_one(uint8 uartNo， unit8 ch);

　　//串口发送一个字节

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　　SPI 构件接口函数说明如下所示：

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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 发送数据

　　uint8 hw_spi_re(uint8 spiNo，uint8 data[]); //SPI接收数据

　　uint8 hw_spi_enable_re_int (uint8 spiNo); //开SPI 接收中断

　　uint8 hw_spi_disable_re_int (uint8 spiNo); //关SPI 接收中断

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　　GPIO 构件接口函数说明如下所示：

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

　　uint8 hw_gpio_set (uint8 port，uint8 pin， uint8state); //设置指定引脚状态

　　uint8 hw_gpio_get(uint8 port，uint8 pin);//获取指定引脚状态

　　uint8 hw_gpio_reverse(uint8 port，uint8 pin);//反转指定引脚状态

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　　高层构件包括三个部分：FreeRTOS 操作系统在MCF52235 上的移植[13-14]，Shell 的实现，网络命令和信息的封装。 将FreeRTOS 移植到MCF52235主要是实现3 个底层汇编级的支持函数，tk_frame(task *tk， int (*entry)()， int arg)函数为tk 进程创建堆栈帧保存进程的各种状态;tk_switch (task *tk)函数用于把当前进程切换到tk 进程;tk_getsp()函数返回当前堆栈指针。 另外，在FreeRTOS 中运行一个Shell 进程，进程函数为int keyboard (int param)，可调试或查看系统状态信息，比如各个进程的运行状态、ARP 表、IP 地址、MAC 地址、连接状态等。

　　Shell 实现的效果如图5 所示。

　　在实际应用中，通常一台PC 主机管理若干读卡器， 一个读卡器可以为若干PC 主机服务。 每个PC 主机和读卡器都具有不同的IP 地址， 一台PC主机可以控制读写器1 读写每个Type A 卡的某个块数据， 还可以同时控制读写器2 读写每个TypeA 卡的另一个块数据， 或者请求读取Type B 卡的UID， 整个网络关系比较复杂。 因此采用将主机发送的命令、网络信息、卡信息封装在如下所示的若干个数据结构中。

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　　struct invite_info //PC 主机发送的读卡请求

　　{ char del_or_add; //主机离开或加入

　　uint8 type; //卡的类型

　　uint8 block; //要访问的数据块

　　uint8 password[6]; //块的密码

　　};

　　struct ip_arrays_B //读Type B 卡信息

　　{ ip_addr ipaddress; //IP 地址

　　int port; //UDP 端口号

　　};

　　struct send_data_type //发送到主机的数据

　　{ uint8 sn[4]; //序列号

　　uint8 block; //块号

　　uint8 data[16]; //16 个字节块数据

　　uint8 ret; //返回值

　　};

　　struct IC_ope //用于消费用途的RFID应用

　　{

　　uint8 block; //总的金额数

　　float fsub; //每次刷卡扣除的金额数量

　　uint8 *pass;

　　};

　　struct record_info //记录卡信息

　　{ //此块引用计数，0 表示没有请求读这块数据

　　uint8 ref; //引用计数

　　uint8 block; //块号

　　uint8 password[6]; //块的访问密码

　　};

　　struct ip_arrays_A //读Type A 卡信息

　　{ ip_addr ipaddress; //IP 地址

　　int port; // UDP 端口号

　　uint8 block [num_of_rf_structs]; //这个UDP连接要读取的所有块

　　};

　　struct net_cmd //发送到板子的命令

　　{ uint8 lenth; //请求数据长度

　　uint8 cmdope; //操作码

　　uint8 data[1]; //数据

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

　　3RFID通用开发平台应用

　　基于此平台文中开发了学生机房上机刷卡系统。 在每个机房安装一台读卡器，PC 主机的数据库中存储了每个机房的课表、任课教师和学生的信息。 学生持卡到各个机房的读卡器上刷卡，读卡器将读到的信息通过网络传输到PC 主机上，统计学生人数和上、下课时间等情况， 相关信息显示在LCD 上并进行语音提示。 PC 端软件实现了网络通信功能和学生机房上机刷卡管理系统。 网络通信通过CManagerDlg：： m_skInfo 和CManagerDlg：：

　　m_skCmd 这2 个sokcet 接口完成。 学生机房上机刷卡管理系统开发软件采用VC++2012 和SQLServer 2012 关系型数据库管理系统。 学生机房上机刷卡管理系统界面如图6 所示。

　　4 结语

　　现有RFID系统开发基本是根据具体应用需求进行单独设计的。 而这些不同的应用系统在软、硬件部分具有很大的重复性，为提高软、硬件的可重用性，文中通过分析RFID 射频识别系统一般模型，提出了一种基于MCF52235 的RFID 通用开发平台软、硬件构件化设计方案，设计了集成多种接口的具备通用功能的RFID 开发平台，并将该平台应用于学生机房上机管理系统中。 实践证明它为RFID 系统开发提供了一个快速、通用的软、硬件模型。