一卡通——基于ARM 技术一卡通消费系统设计.doc

一卡通——基于ARM 技术一卡通消费系统设计 关键字：ARM ??ARM技术??一卡通??消费系统???????? 摘???要：通过对现有一卡通消费系统及ARM 技术优缺点分析，设计ARM7TDMI 系列微处理器技术的一卡通消费系统。系统主要包括4 个功能模块：ARM7TDMI 内核技术S3C4510B 的处理器及其自带的以太网接口、IC卡操作模块、外接设备的接口模块和大容量的存储模块。通过软件和硬件的配合，实现系统成本低、功能强、通用性强、系统可扩展性高等优良性能。 ??? 引言???? 随着科学技术的不断发展，一卡通系统市场越来越大，而一卡通消费系统作为它的主要组成部分发展却比较慢，早在几年前（甚至更早）的技术架构下发展。为改进现有消费系统，增强市场竞争力，本文提出基于ARM 技术的一卡通消费系统，不仅具有很好的市场效应，还能促进一卡通系统发展。???? 本设计具备以下特点：??? 1) 系统处理能力和稳定性有一定提高，系统能管理百万张IC 卡和百万条消费记录，并有快速响应能力；??? 2) 系统网络得到改善，系统能提供高速、可靠的网络通道，并支持未来的无线通信；??? 3) 提高了系统性能价格比，非单纯的降低成本； ??? 4) 系统既能工作在联网状态下，也能在脱网状态下正常工作。???? 1 系统组成???? 1.1 系统总体设计???? 硬件设计：如图1 所示，系统采用ARM7 S3C4510B芯片作处理器，使用RTL8201 构成以太网网络通信接口，采用AT89C2051 作为PS/2 键盘输入接口，再配合外部闪速存储器K 9 F 1 2 0 8 和S D R A M 存储器HY57V281620，8 位LED 显示驱动芯片BC7281A 及非接触式IC 卡驱动芯片MFRC500，构成整个电路，它具有可靠性高、处理能力和联网能力强及性能价格比高等优点。???? 软件设计：除提供现有消费系统的所有功能外还提供32 位的运算能力，系统处理和响应能力提高。此外，系统使用标准的以太网接口和TCP/IP 协议，提供安全、快速的网络联接，因此本系统使用方便，具有很强的通用性和极大的系统拓展性。 ??? 1 . 2 系统主芯片介绍???? ARM（Advanced RISC Machines）是一个公司名，既是一类微处理器的通称，也是一种技术的名称[ 3 ]。到目前为止，ARM 微处理器技术已广泛应用于工业控制、无线通信、网络、消费类电子产品、成像与安全产品等领域。???? RISC 架构的ARM 微处理器具有以下特点： ??? 1）体积小、低功耗、低成本、高性能； ??? 2）支持Thumb（16 位）/ARM（32 位）双指令集，能很好地兼容8 位/16 位器件； ??? 3）精简的指令集，指令执行速度更快； ??? 4）寻址方式灵活简单，执行效率高； ??? 5）嵌入式的ICE-RT 逻辑，程序调试开发方便。32 位ARM微处理器处理能力是8 位单片机系统100倍以上，同时提供丰富的存储器接口，有SRAM、SDRAM、FLASH、NAND FLASH 等，最大化实现系统2 GB 的存储器容量，卡存储量和数据存储能力都十分巨大，系统响应时间也十分快捷。???? 由于ARM 微处理器的成本价格不断下降，已经接近8 位微处理器的价格，所以，在小型系统的应用中，投入也只是稍有增加。但是，当系统增加到十几个消费点以上，或者系统覆盖区域较大时（超过1 000 m），因为组网的优势，系统的投入成本反而大大下降，同时，工程施工的费用也随之大大降低[ 4 ]。???? 2 系统软件设计???? 系统软件主要包括主控程序、读卡程序、通讯程序、显示程序、键盘接口程序等。???? 2 . 1 主控软件流程 ??? 主控软件流程如图2。 ??? 2 . 2 读卡模块???? IC 卡操作作为软件的一个模块，是直接镶嵌在程序主流程的刷卡操作部分，并通过返回的执行状态可知道执行的结果。首先，程序查询MF RC500 模块的状态，有卡在感应区就开始卡操作流程，否则返回；然后，读入必要的卡信息，并选择要进行操作的卡（因会出现同时有几张卡在感应区的情况）；接着对卡的密码进行验证，只有符合本系统发放的密码的卡才能操作，通过密码验证，就可进行卡读、写或其它操作。???? 2 . 3 通讯模块???? 1) 发送数据。要发送数据，发送控制寄存器中的发送使能位必须置“1”，发送停止请求位必须清“0”。此外，MAC 控制寄存器中的立即停止位和停止请求位也必须清“0”，这些条件通常在初始化完成以后设置，然后由系统传输字节数据到发送数据缓冲区。???? 发送状态机开始发送FIFO 中的