CN102842021A - 一种rfid卡号读取控制器及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种RFID卡号读取控制器及实现方法，主要包括BVCI总线接口，125k时钟发生器、ID卡结果寄存器和曼切斯特解码模块；ID卡数据输入曼切斯特解码模块，所述曼切斯特解码模块用于检测帧头，解出卡号并作奇偶校验；述125k时钟发生器是一个分频器，通过对分频系数的设置，控制输出频率；所述ID卡结果寄存器是控制器获取卡号后64bits卡号存取的位置。本发明有益的效果：1.自动获取和手动获取都可以的方式。2.自动获取模式检测帧头起始位的方式和曼切斯特解码的方法。3.采用硬件实现RFID卡卡号读取可靠、速度快速、方便。

Description

一种RFID卡号读取控制器及实现方法
技术领域
本发明涉及SOC集成电路设计领域及门禁领域，主要是一种RFID卡号读取控制器及实现方法，用于射频ID卡卡号的读取。
背景技术
当今社会无论是各种酒店、宾馆、写字楼、智能大厦，还是政府机关和企事业单位、高级物业管理部门都需要门禁系统。
在门禁领域，最常采用的就是ID卡。但目前用于ID卡卡号读取功能的都是采用软件来实现的,软件实现需要几十行代码，并通过启用定时器对输入的信号计数，并需要128位寄存器来转储转换结果，很浪费CPU的RAM和寄存器资源，当CPU处理的事情比较多，很容易因为响应其它中断而终止解码操作，因此而忽略刷卡操作，而使系统可靠性变的不强。如果用硬件实现的话，CPU只要使能ID卡控制器，就可以干其它的事，等读卡中断响起，就可以通过读取指定地址的寄存器把卡号读出来，而不用考虑响应不及时而导致卡号遗漏的情况出现，另外软件读取，是按照指令操作，完成一个动作需要取指，译码，执行三部，硬件操作按时钟，每个读卡相关操作，基本上都是单时钟周期完成，所以硬件操作速度快速、方便。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术的不足，而提供一种RFID卡号读取控制器及实现方法，采用硬件来实现ID卡卡号的读取。这种硬件实现RFID卡号读取的方法既可以实现ID卡号的自动读取，免设置参数，也可以通过软件设置脉冲宽限定参数（即把脉宽寄存器赋值为我们计算的数值），手动读取。
本发明采用的技术方案：这种RFID卡号读取控制器，主要包括BVCI总线接口，125k时钟发生器、ID卡结果寄存器和曼切斯特解码模块；ID卡数据输入曼切斯特解码模块，所述曼切斯特解码模块用于检测帧头，解出卡号并作奇偶校验；述125k时钟发生器是一个分频器，通过对分频系数的设置，控制输出频率；所述ID卡结果寄存器是控制器获取卡号后64bits卡号存取的位置。
本发明所述的这种RFID卡号读取控制器的实现方法，主要包含下列步骤：
（1）CPU先使能控制器开始工作；
（2）通过配置BVCI总线接口设置好参数，使125k时钟发生器输出125k时钟；
（3）使能曼切斯特解码开始解码，结果放在ID卡结果寄存器；
（4）通过中断通知CPU解码完成，读出卡号。
所述BVCI总线接口①为该系统的控制中心，控制整个流程的执行；
所述125k时钟发生器②是一个分频器，通过对分频系数的设置，控制输出频率；
所述ID卡结果寄存器③是控制器获取卡号后64bits卡号存取的位置；
所述曼切斯特解码④用于检测帧头，解出卡号并作奇偶校验。
本发明在步骤（3）中的曼切斯特码本质上就是2psk调制，所以曼切斯特解码的过程就是2psk解调的过程。
本发明所述的手动获取卡号的原理是：数据0->1,1->0跳变的时候，码位波形会出现一个较宽的低电平或者较宽的高电平，假设这个电平宽度为H，较低的脉宽设为L，在手动方式下需要设定3个参数Hx，Mx，Lx，因为实际中信号干扰大，所以Hx要比H大，Mx为H和L和的一半，Lx<L，硬件工作时会用计数器来计算高电平或低电平的宽度，信号宽度在Hx和Mx之间的则把码位识别为00或者11，同时卡号计数器加2，如果脉宽在Lx和Mx之间，则码位识别为0，或者1，同时计数器加1，当128位曼切斯特码采集完后，按照01表示1,10表示0的原则译码可得到64位的卡号。
本发明所述的自动获取卡号的原理是：当控制器以自动方式工作时，曼切斯特解码④会检测图4红色虚线框内的情况出现，后面的高电平宽度是前一个低电平宽度的一半，只要检测到这个条件出现就认为是一个帧头的开始，系统会根据这两种脉冲宽度值自动设定Hx，Mx，Lx，规则见手动模式的说明。往后继续检测八个上升沿，如果再遇到较宽low_width，则重新开始帧头的起始条件；帧头检测到后则认为是一组卡号的开始，后面解码原理和手动方式一样。
本发明有益的效果：
1.自动获取和手动获取都可以的方式。
2.自动获取模式检测帧头起始位的方式和曼切斯特解码的方法。
3.采用硬件实现RFID卡卡号读取可靠、速度快速、方便。
附图说明：
图1是实现RFID卡号读取控制器的结构框图；
图2是信号特征图；
图3是含有帧头的曼切斯特码波形图；
图4是解码的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例作进一步的说明。
图1是实现RFID卡号读取控制器的结构框图，RFID卡号读取控制器包括BVCI总线接口①，125k时钟发生器②，ID卡结果寄存器③，曼切斯特解码④。BVCI总线接口①为该系统的控制中心，控制整个流程的执行；125k时钟发生器②是一个分频器，通过对分频系数的设置，控制输出频率；ID卡结果寄存器③是控制器获取卡号后64bits卡号存取的位置；曼切斯特解码④用于检测帧头，解出卡号并作奇偶校验。
1）CPU先使能控制器开始工作，
2）通过配置BVCI总线接口①设置好参数，使125k时钟发生器②输出125k时钟；
3）使能曼切斯特解码④开始解码，结果放在ID卡结果寄存器③，
4）通过中断通知CPU解码完成，读出卡号。
图2是信号0,1的特征图，图3是含有帧头的曼切斯特码波形图，图4是解码的流程图。具体解码原理是：用两个相差180度相位的方波来代表0和1。卡号是64位的，自射频系统一工作开始，卡就不停的循环发送卡号，根据ID卡卡号规律，最后一位必是0，第一位必是1，每组卡号的前9个数据是‘1’，在0到1信号跳变的时候，就会出现曼切斯特码出现00的情况，我们就可以检测到如图3红色虚线框所示的情况，下面如果检测到9个1出现则认为已经检测到帧头了，再往下再读55位数据和前面9个1一起作为64位的卡号。
手动获取卡号的原理：数据0->1,1->0跳变的时候，码位波形会出现一个较宽的低电平或者较宽的高电平，假设这个电平宽度为H，较低的脉宽设为L，在手动方式下需要设定3个参数Hx，Mx，Lx，因为实际中信号干扰大，所以Hx要比H大，Mx为H和L和的一半，Lx<L，硬件工作时会用计数器来计算高电平或低电平的宽度，信号宽度在Hx和Mx之间的则把码位识别为00或者11，同时卡号计数器加2，如果脉宽在Lx和Mx之间，则码位识别为0，或者1，同时计数器加1，当128位曼切斯特码采集完后，按照01表示1,10表示0的原则译码可得到64位的卡号。
自动获取卡号的原理：当控制器以自动方式工作时，曼切斯特解码④会检测图4红色虚线框内的情况出现，后面的高电平宽度是前一个低电平宽度的一半，只要检测到这个条件出现就认为是一个帧头的开始，系统会根据这两种脉冲宽度值自动设定Hx，Mx，Lx，规则见手动模式的说明。往后继续检测八个上升沿，如果再遇到较宽low_width，则重新开始帧头的起始条件；帧头检测到后则认为是一组卡号的开始，后面解码原理和手动方式一样。
手动获取和自动获取解码过程一样，不同的是，宽电平和窄电平的宽度是由Hx，Mx，Lx三个参数限定的。而自动方式是按照一定的规则自动设定的。
术语解释
RFID：射频识别。
除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种RFID卡号读取控制器，其特征在于：主要包括BVCI总线接口，125k时钟发生器、ID卡结果寄存器和曼切斯特解码模块；ID卡数据输入曼切斯特解码模块，所述曼切斯特解码模块用于检测帧头，解出卡号并作奇偶校验；述125k时钟发生器是一个分频器，通过对分频系数的设置，控制输出频率；所述ID卡结果寄存器是控制器获取卡号后64bits卡号存取的位置。
2.一种采用如权利要求1所述的RFID卡号读取控制器的实现方法，其特征在于：主要包含下列步骤：
（1）CPU先使能控制器开始工作；
（2）通过配置BVCI总线接口设置好参数，使125k时钟发生器输出125k时钟；
（3）使能曼切斯特解码开始解码，结果放在ID卡结果寄存器；
（4）通过中断通知CPU解码完成，读出卡号。
3.根据权利要求2所述的RFID卡号读取控制器的实现方法，其特征在于：所述125k时钟发生器是一个分频器，通过对分频系数的设置，控制输出频率。
4.根据权利要求2所述的RFID卡号读取控制器的实现方法，其特征在于：所述曼切斯特解码④用于检测帧头，解出卡号并作奇偶校验。
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