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一種射頻IC卡就餐機(jī)和后臺(tái)管理微機(jī)的通信設(shè)計(jì)
作者： 梁昌明 李一森
2005-1-14

　　摘　要　主要介紹一種射頻IC卡就餐機(jī)和后臺(tái)管理微機(jī)通信的硬件和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方面簡(jiǎn)述各種串行通信方法的比較，并詳細(xì)論述了用RS-485實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。軟件方面詳述了在VISUAL FOXPRO 5.0中應(yīng)用COMMUNICATIONS 串行通信控件實(shí)現(xiàn)射頻IC卡就餐機(jī)和后臺(tái)管理微機(jī)的通信，實(shí)現(xiàn)了兩者相互傳輸數(shù)據(jù)。

　　1 系統(tǒng)總體方案
　　我們采用美國(guó)ATMEL公司的子公司TEMIC公司生產(chǎn)的TK5550射頻識(shí)別IC卡、IDIC(Identification Integrated Circuit)、讀寫基站集成電路U2270B和ATMEL公司的8位單片機(jī)研制開發(fā)學(xué)校食堂就餐管理系統(tǒng)，系統(tǒng)具有預(yù)付收費(fèi)、目標(biāo)識(shí)別、身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)庫管理的功能。系統(tǒng)由TK5550卡、就餐機(jī)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、就餐機(jī)和數(shù)據(jù)庫管理微機(jī)的通訊系統(tǒng)四部分組成。主機(jī)與就餐機(jī)之間的通信采用RS-485通信**，工作方式為半雙工，每次通信都是主機(jī)**先呼叫從機(jī)。
2　串行通信接口設(shè)計(jì)
　　**常見的串行通行接口**是RS-232-C串行總線，傳輸?shù)氖菃味诵盘?hào)，即信號(hào)線中一條是公共地線，另一條是信號(hào)線。它只適用于數(shù)據(jù)傳送速率要求不高，距離不長(zhǎng)的場(chǎng)合（小于15米），適合于長(zhǎng)距離傳送的總線**有：RS-422、RS-423、RS-485、RS-499以及20MA電流環(huán)串行接口。
　　本系統(tǒng)中單片機(jī)與上位主機(jī)的通訊選用了RS-485總線**，并采用了MAX465芯片來實(shí)現(xiàn)，它具有RS-485通訊接口中要的全部功能，數(shù)據(jù)通訊的方向由RE，DE 腳來控制，設(shè)計(jì)中二者連在一起，由單片機(jī)的P1.5來控制，當(dāng)它為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)由單片機(jī)經(jīng)MAX485到外部串行總線，即處于發(fā)送狀態(tài)；為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)由外部串行總線到單片機(jī)。
　　一般微機(jī)的串行口采用RS-232接口，故在主機(jī)一端需要一個(gè)RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計(jì)中采用了臺(tái)灣ATEN公司生產(chǎn)的IC-485SN轉(zhuǎn)換器，它是一種雙向RS-232/RS-485或RS-422轉(zhuǎn)換器，可提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的全雙工和半雙工以及多點(diǎn)的單工串行通信。具體工作方式可**兩個(gè)撥碼開關(guān)和外部界限靈活配置。由于本系統(tǒng)中涉及到多點(diǎn)半雙工通訊，下面就以此方式介紹其使用方法。
 
　　在此工作方式下系統(tǒng)的連線如上圖。可見轉(zhuǎn)換器對(duì)外部的RS-485總線只需兩根信號(hào)線：DATA+和DATA-，即發(fā)送和接收數(shù)據(jù)公用一對(duì)差分傳輸線，而轉(zhuǎn)換器和微機(jī)的RS-232接口則需**3根線進(jìn)行連接：RX， DX和RTS/CTS，其中RX為接收數(shù)據(jù)信號(hào)線，TX為發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)線，RTS和CTS端接在一起，控制數(shù)據(jù)發(fā)送是否允許。由于轉(zhuǎn)換器工作時(shí)RTS必須為高電平來為轉(zhuǎn)換器供電，即轉(zhuǎn)換器接收數(shù)據(jù)時(shí)也一直處于數(shù)據(jù)發(fā)送允許的狀態(tài)，為避免發(fā)生沖突，應(yīng)在設(shè)計(jì)主機(jī)串行通訊程序時(shí)，控制發(fā)送和接收數(shù)據(jù)分時(shí)進(jìn)行，即系統(tǒng)始終工作在半雙工的工作方式。
3　串行通信程序設(shè)計(jì)
　　本系統(tǒng)上位主機(jī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用VF5.0編寫，這里介紹的串行通信程序主要是在VF中實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信程序設(shè)計(jì)。
3．1就餐系統(tǒng)通信程序的設(shè)計(jì)
　　WINDOWS 應(yīng)用程序串行通信方式有調(diào)用WINDOWS API函數(shù)和**的通信控件COMMUNICATIONS兩種方式。本系統(tǒng)采用**的通信控件communications進(jìn)行通信程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)掛失數(shù)據(jù)的發(fā)送、用戶卡號(hào)的發(fā)送、發(fā)卡和就餐數(shù)據(jù)的接收。在這里主要以接收用戶就餐數(shù)據(jù)為例討論應(yīng)用通信控件Communications通信程序的設(shè)計(jì)。
　　就餐機(jī)向主機(jī)傳送的數(shù)據(jù)為學(xué)生卡號(hào)和消費(fèi)金額，主機(jī)把接受后的數(shù)據(jù)臨時(shí)存貯在表jc中，然后**相關(guān)運(yùn)算后修改表stu中的存款數(shù)據(jù)。主機(jī)與多臺(tái)就餐機(jī)的通訊方式為，先與一號(hào)機(jī)通訊，待到一號(hào)機(jī)數(shù)據(jù)傳輸完畢后，再與二號(hào)機(jī)通信直到**大編號(hào)就餐機(jī)。使用主機(jī)的串口ｃｏｍ２與就餐機(jī)相連。
3．2 主機(jī)與就餐機(jī)雙方通信的約定
　　微機(jī)向就餐機(jī)發(fā)送字**串時(shí)，該塊字**串前附加A，末尾附加B，串口兩端的校驗(yàn)和一致，則向微機(jī)發(fā)送C，如果不一致，則向微機(jī)發(fā)送D；微機(jī)收集來自就餐機(jī)的數(shù)據(jù)時(shí)，先由微機(jī)向**定的就餐機(jī)發(fā)送E，該就餐機(jī)收到E以后，向微機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)塊以及校驗(yàn)和，并且在數(shù)據(jù)塊的末尾附加F，如果串口兩端的校驗(yàn)和一致，則微機(jī)發(fā)送G，如果不一致，則微機(jī)發(fā)送H。(注:A,B,C,D,E,F,G,H都以ASCII碼格式發(fā)送,而且在OleControl1中收到的都是字**,而不是數(shù)字)。
3．3 通信程序?qū)崿F(xiàn)
　　每次通信時(shí)，**先在主機(jī)的init事件中初始化通信控件olecontrol1,初始化設(shè)置為:
　　thisform.olecontrol1.CommPort=1 //選擇串行口com1
　　thisform.olecontrol1.PortOpen=1 //打開串行口com1
　　thisform.olecontrol1.InputMode=0 //接收的數(shù)據(jù)按文本方式
　　thisform.olecontrol1.RTSEnable=1 //允許使用rts線，用于rs-232/485轉(zhuǎn)換器的發(fā)送控制和供電
　　thisform.olecontrol1.InputLen=1 //每次讀取接收緩沖區(qū)的一個(gè)字**
　　thisform.olecontrol1.OutbufferCount=0 //清除發(fā)送緩沖區(qū)
　　thisform.olecontrol1.InbufferCount=0 //清除接收緩沖區(qū)
　　定時(shí)控件timer1作為超時(shí)定時(shí)器, 在Timer1的OnTimer事件中，（假定共有兩臺(tái)就餐機(jī)）如果微機(jī)向就餐機(jī)#1發(fā)送的數(shù)據(jù)正確，那么，延時(shí)后，向下一個(gè)就餐機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，直到**一個(gè)就餐機(jī)，然后提示發(fā)送完畢；如果微機(jī)向就餐機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，那么，延時(shí)后，再發(fā)**。如果連續(xù)三次發(fā)送都發(fā)生了錯(cuò)誤，那么，給出錯(cuò)誤的就餐機(jī)號(hào)，并且向下一個(gè)就餐機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。定時(shí)器的初始化為:
　　timer1.Interval=50　*定時(shí)時(shí)間間隔為50ms
　　timer1.ensbled=.f.先關(guān)超時(shí)定時(shí)器1
　　在Command1的Click 事件中**調(diào)用外部過程program2向就餐機(jī)發(fā)送地址(即機(jī)號(hào)),和要求就餐機(jī)向主機(jī)傳送就餐數(shù)據(jù)的命令。Program2的程序?yàn)椋?BR>　　procedure programe2
　　*發(fā)送機(jī)號(hào)
　　表單js.olecontrol1.RThreshold=0
　　表單js.olecontrol1.Settings=2400,m,8,1
　　jh2=chr(jh2)
　　表單js.olecontrol1.OutPut=jh2
　　*發(fā)送命令
　　表單js.olecontrol1.Settings=2400,s,8,1
　　表單js.olecontrol1.OutPut=E
　　表單js.olecontrol1.InbufferCount=0
　　表單js.olecontrol1.OutbufferCount=0
　　表單js.olecontrol1.RThreshold=1
　　　 表單js.timer1.enabled=.t.
　　　 return
　　　 具體為：**先在發(fā)送數(shù)據(jù)之前設(shè)置OLECONTROLL的Rthreshold為0，禁止對(duì)發(fā)送事件產(chǎn)生ONCOMM事件，防止主機(jī)接收自己的數(shù)據(jù)。在發(fā)送一個(gè)字節(jié)的機(jī)號(hào)時(shí)，設(shè)settings表單js.olecontrol1.Settings=2400,m,8,1
　　　 即校驗(yàn)位為mark：‘1’，代表地址字節(jié),以校驗(yàn)位作為識(shí)別地址的**。在發(fā)送完機(jī)號(hào)后，設(shè)置settings為：
　　表單js.olecontrol1.Settings=2400,s,8,1
　　　 即校驗(yàn)位為space：‘0’，表示發(fā)送的一個(gè)字節(jié)E是要求就餐機(jī)開始向主機(jī)傳送就餐數(shù)據(jù)的命令。主機(jī)向就餐機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的方法是應(yīng)用通信控件的OUTPUT函數(shù)，即為表單js.olecontrol1.OutPut=E。在發(fā)送完命令后，要清控主機(jī)的發(fā)送和接收緩沖區(qū)，即令：
　　 表單js.olecontrol1.InbufferCount=0
　　表單js.olecontrol1.OutbufferCount=0
　　同時(shí)，使控件的Rthreshold有效，等待接收就餐機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)，另外要打開超時(shí)定時(shí)器即令表單js.timer1.enabled=.t.，以判斷就餐機(jī)是否正常。在OleControl1的OnComm事件中，**先判斷控件的屬性CommEvent=2，表示收到 Rthreshold 個(gè)字**。該事件將持續(xù)產(chǎn)生直到用 Input 屬性從接收緩沖區(qū)中刪除數(shù)據(jù)。然后接收從串口來的就餐數(shù)據(jù)和校驗(yàn)和,就餐機(jī)發(fā)送完數(shù)據(jù)后緊接著發(fā)送一個(gè)F，表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。如果主機(jī)接收正確向就餐機(jī)發(fā)送一個(gè)G。延時(shí)后與下一臺(tái)就餐機(jī)通信。接收后的數(shù)據(jù)臨時(shí)存貯在表JCJ中，等待處理。如果主機(jī)接收不正確向就餐機(jī)發(fā)送一個(gè)H。
　　主機(jī)與就餐機(jī)的通信成功與否，在超時(shí)定時(shí)器的ONTIMER事件進(jìn)行判斷，其工作方法在前面已說明。
4　結(jié)束語
　　前面比較詳細(xì)的介紹了主機(jī)接收就餐機(jī)數(shù)據(jù)的程序設(shè)計(jì)過程和方法，至于主機(jī)向就餐機(jī)發(fā)送掛失卡號(hào)和發(fā)卡初始化新卡的通信程序的設(shè)計(jì)原理是相同的。只是發(fā)卡時(shí)，因?yàn)?*通信要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很小，卡號(hào)金額均為10個(gè)字**，對(duì)通信結(jié)果成功與否的判斷，沒有使用求校驗(yàn)和的方法，采取了連續(xù)傳輸3次， 在3中取2的措施，這樣更可靠。

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