基于arm的第二代身份證信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0實(shí)現(xiàn)身份信息的數(shù)據(jù)共享,降低管理成本目前，ic技術(shù)正在迅速發(fā)展。ic卡身份驗(yàn)證信息的最大好處是實(shí)現(xiàn)身份管理的信息。嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)完成身份信息的傳輸和存儲(chǔ)，并進(jìn)行身份驗(yàn)證和管理。信息化后的身份信息也可以與民航,司法,銀行共享,降低管理成本。本系統(tǒng)在研究了國內(nèi)很多二代身份刷卡機(jī)的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)在最為熱門的嵌入式ARM7LPC2210處理器,LCD顯示技術(shù),GSM模塊傳輸技術(shù),提出了一種結(jié)構(gòu)簡單,方便使用,功能先進(jìn)的信息采集系統(tǒng)。1系統(tǒng)的組成電路本系統(tǒng)主要由電源電路,復(fù)位電路,系統(tǒng)時(shí)鐘電路,JTAG接口電路,串口電路,圖形液晶模塊接口電路,系統(tǒng)存儲(chǔ)電路,GSM模塊電路組成,如圖1所示。本系統(tǒng)采用的主控制器LPC2210芯片2一些硬件功能模塊的設(shè)計(jì)2.1電源電路部分LPC2210要使用兩組電源2.2圖形液晶模塊控制模塊電路設(shè)計(jì)的點(diǎn)陣圖形液晶模塊接口電路,可以直接與SMG240128A點(diǎn)陣圖形液晶模塊或其他兼容模塊連接使用,接口電路如圖2。采用8位總線方式連接SMG240128圖形液晶模塊,該模塊沒有地址總線,現(xiàn)實(shí)地址和顯示數(shù)據(jù)均通過DB0～DB7接口實(shí)現(xiàn)。由于模塊工作電源是5V而LPC2210的I/O電壓為3.3V,所以在總線上串接470歐姆的保護(hù)電阻。液晶模塊的C/D與A1連接,使用A1控制模塊處理數(shù)據(jù)/命令。將C/D與A1連接有一個(gè)好處,就是LPC2210可以使用16為總線方式操作該圖形液晶模塊(高8位數(shù)據(jù)被忽略)。其數(shù)據(jù)操作地址為0x83000000,命令操作地址為0x83000002。2.3系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì)時(shí)擴(kuò)展了LPC2210的片外存儲(chǔ)FLASH,采用16Mbit的SST39VF1601。為了方便程序的調(diào)試及最終代碼的固化應(yīng)用,使用了Bank0和Bank1的地址空間,可以通過JP3條線將CS0和CS1分配給FLASH。在程序調(diào)試時(shí),分配RAM為Bank0地址,因?yàn)锽ank0可以進(jìn)行中斷向量重新映射操作。當(dāng)最終代碼固化到FLASH時(shí),分配FLASH為Bank0地址,因?yàn)锽ank0可以用來引導(dǎo)程序運(yùn)行。若使用Bank0引導(dǎo)程序運(yùn)行時(shí),將JP2短接到OUTSIDE,使系統(tǒng)復(fù)位時(shí)BOOT1和BOOT0為0b01。存儲(chǔ)器連接使用了16位總線方式,數(shù)據(jù)總線使用了D0～D15,地址總線使用了A1～A20。LPC2210沒有片內(nèi)FLASH,所以只能使用外部的FLASH保存用戶最終的程序。3阿姆斯基茨堡壘和刷卡器之間的通信此部分的任務(wù)包括對刷卡器相關(guān)命令的測試和解析以及通信程序的編制4pdu及其構(gòu)成ARM與GSM短信模塊的通信,主要是完成GSM指令的編制并通過UART1發(fā)送出去,最終把身份證信息通過短信的形式發(fā)送到目的地。一般GSM短信塻塊都支持PDU和Text模式。PDU是大多數(shù)手機(jī)短信通訊的核心,僅有少數(shù)手機(jī)只支持Text模式。PDU模式比起Text模式可以提供更為強(qiáng)大的功能,但其編碼較Text模式困難。無論哪種模式,我們都可以通過AT指令控制終端實(shí)現(xiàn)短信的發(fā)送、接收、刪除等管理。由于程序中使用的是PDU模式,故下面主要介紹PDU的構(gòu)成及編碼解碼。PDU的構(gòu)成:PDU由一串“0-9”及“A-F”組成。表面上看起來就是一組16進(jìn)制的數(shù)所組成的。在每次發(fā)送短信之前要加上GSM復(fù)位指令,以防止發(fā)送出錯(cuò),GSM復(fù)位的時(shí)間較短,不會(huì)影響發(fā)送短信的及時(shí)性。通信流程圖如圖5所示。由于在PDU在手機(jī)號碼排列順序與正常的順序不一致,故需要編寫一個(gè)函數(shù)5軟件版本rc/os5.1系統(tǒng)運(yùn)行程序設(shè)計(jì)基于UC/OS-Ⅱ任務(wù)之間以及任務(wù)與中斷服務(wù)程序之間可以調(diào)用信號量、消息郵箱、消息隊(duì)列、延時(shí)等系統(tǒng)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)彼此通信和同步。編寫好這些任務(wù)的代碼和用到的中斷服務(wù)程序后,啟動(dòng)操作系統(tǒng)則應(yīng)用程序?qū)㈤_始運(yùn)行。若要增添功能,只需增加相應(yīng)的任務(wù)和調(diào)用一定的系統(tǒng)服務(wù)函數(shù)即可。5.2arm7堆棧UC/OS-Ⅱ在設(shè)計(jì)的過程中就考慮到了移植的方便性,它的絕大部分代碼都是用C語言完成的。與處理器體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼,包括相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都以宏定義的方式存在,便于用戶改寫,將UC/OS-Ⅱ移植到處理器的過程中,只需要修改3個(gè)和LPC2210體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件,這3個(gè)文件分別為OSCPU.H、OSCPUC.C和OSCPUA.S。OSCPU.H主要對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的字長重新定義,以符合ARM7的字長規(guī)定。包括定義與ADS編譯器相關(guān)的數(shù)據(jù)類型,棧的增長方向,選擇開關(guān)中斷的方式等。OSCPUC.C中根據(jù)ARM7的特點(diǎn)定義了具體的堆棧結(jié)構(gòu),用于保存在任務(wù)切換時(shí)現(xiàn)場CPU寄存器的上下文,根據(jù)ARM7的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將堆棧設(shè)計(jì)為一個(gè)固定結(jié)構(gòu)。調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)OSTaskStkInit()來初始化堆棧。OSCPUA.S中需要根據(jù)硬件編寫3個(gè)函數(shù):OSIntCtxSw(),OSStartHighRdy().OSTickISR()。該文件體現(xiàn)了處理器的體系結(jié)構(gòu)和UC/OS-Ⅱ的移植原理。OSInCtxSw()用于中斷級任務(wù)切換。它是在時(shí)鐘中斷ISR(中斷服務(wù)例程)中發(fā)現(xiàn)有高優(yōu)先級任務(wù)等待時(shí)鐘信號到來,則在中斷返回時(shí)不返回被中斷的任務(wù),而是直接調(diào)度就緒的高優(yōu)先級任務(wù)并執(zhí)行,保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。OSStartHighRdy()用于系統(tǒng)通過OSStart()多任務(wù)啟動(dòng)之后,啟動(dòng)最高優(yōu)先級的任務(wù),這是最初的一次調(diào)度移植的關(guān)鍵是獲取堆棧的指針,從新任務(wù)堆棧中獲取所有寄存器并執(zhí)行中斷返回指令。OSTickISR()是時(shí)鐘節(jié)拍,是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟”。本設(shè)計(jì)將UC/OS-Ⅱ成功移植到LPC2210,通過ARM公司的ADS編譯器編譯成功。操作系統(tǒng)移植成功后,需要基于UC/OS-Ⅱ編寫每個(gè)功能單元的驅(qū)動(dòng)程序。依據(jù)上文對各功能模塊的描述,分別實(shí)現(xiàn)各部分的驅(qū)動(dòng)功能。6根據(jù)性能測試,測試基于ARM7和UC/