磁卡條編碼和識(shí)讀器中的DSP56F80x
磁卡已經(jīng)廣泛地進(jìn)入了我們的生活。隨著普及程度不斷提高,需要更加便宜和靈活可靠的磁卡編碼和發(fā)售設(shè)備。Motorola的DSP56F805具備所有必要的處理電路,來(lái)構(gòu)建一個(gè)完整的編碼系統(tǒng),如圖1所示。從圖中可以看出,該DSP具有所有電路單元,幾乎不需要其它附加電路。本文主要介紹磁卡條編碼器的一些基本器件和如何使用DSP56F80x系列。
細(xì)心留意一下信用卡,會(huì)發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)磁卡條。但實(shí)際上國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定了三個(gè)磁卡條及其位置,這是所有磁卡都要遵循的標(biāo)準(zhǔn)。三個(gè)磁卡條中每一個(gè)都有不同字符編碼標(biāo)準(zhǔn)和不同位密度,如表1所示。
乘坐過(guò)航班的人經(jīng)常有被意外迎接的經(jīng)歷,這是因?yàn)樗麄兊男庞每ㄔ跈C(jī)票代理處被刷過(guò),而國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(IATA)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將顧客的姓名和帳戶信息指定存儲(chǔ)于信用卡的第一磁卡條,這樣快速讀卡之后,顧客的姓名和其它信息就馬上得知,無(wú)須過(guò)多詢問(wèn)。
AmericanBanking Association 提出,信用卡第二磁卡條以Lingua Franca寫入,全球各地的信用卡及相關(guān)設(shè)備都用第二磁卡條,然而現(xiàn)在有一種趨勢(shì)是,將部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)到第一磁卡條,因?yàn)樗懈嗟男畔ⅰ?/p>
第三磁卡條最初是為了方便離線ATM讀寫便箋式存儲(chǔ)器,一旦連網(wǎng)之后,無(wú)須再支持離線ATM,第三磁卡條也就失去了意義。
多數(shù)磁卡使用便宜的低矯頑鐵磁材料（約300奧斯特）,在數(shù)據(jù)完整性和保存期限等極其重要時(shí),不再考慮成本因素,可使用高矯頑鐵磁材料（典型約4000奧斯特）。讀卡器在低矯頑鐵磁材料和高矯頑鐵磁材料時(shí)所感受的磁場(chǎng)幾乎相同,但對(duì)于寫卡器,需要確切探測(cè)磁卡材料。對(duì)低矯頑鐵磁材料進(jìn)行高能寫入可導(dǎo)致鐵磁材料飽和從而破壞磁卡;相反,對(duì)高矯頑鐵磁材料低能寫入不能有效地寫入數(shù)據(jù)。
在刷卡時(shí),磁卡條識(shí)讀頭線圈產(chǎn)生極低的電流,為了有效接口到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）,需要一前置放大電路。該ADC可和差分及單端輸入配置工作,因此對(duì)于前置放大電路沒(méi)有過(guò)多限制。
總共有兩組,6對(duì)高電流脈沖寬度調(diào)制器（PWM）輸出端,可直接驅(qū)動(dòng)磁卡條編碼器的寫入頭。
持卡者將磁卡通過(guò)識(shí)讀頭時(shí),多數(shù)讀卡器是根據(jù)區(qū)分相對(duì)脈沖寬度來(lái)完成數(shù)據(jù)解讀,使用雙頻相干相位編碼技術(shù)（Aiken Biphase）將數(shù)據(jù)寫入磁卡。
如上圖所示,為了簡(jiǎn)化處理,只要數(shù)據(jù)密度或刷卡速度基本保持恒定,不論大小如何,“1”中的高脈沖寬度總是“0”的一半。“0”可以是高脈沖也可是低脈沖,總是“0”或總是“1”的磁卡意味著解碼故障,但這種情況從未發(fā)生過(guò)。
對(duì)于磁卡寫入器,需要保證數(shù)據(jù)編碼盡量準(zhǔn)確,應(yīng)盡量不使用便宜、無(wú)馬達(dá)（手動(dòng)）讀卡器。在圖1中,PWM2促使卡驅(qū)動(dòng)輪以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn),該805型可驅(qū)動(dòng)所有常用的馬達(dá)機(jī)型,如果需要更為準(zhǔn)確的閉環(huán)速度控制可使用圖1中的正交解碼器。
還有一種更為精巧的設(shè)計(jì)方案,寫入器的機(jī)械結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,編碼器/馬達(dá)/驅(qū)動(dòng)輪組合可由一編碼器/空載輪對(duì)所代替,在這種布局中,持卡者仍需要手動(dòng)刷卡,空載輪探知磁卡速度并定位磁卡,然后編碼器產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘,以適當(dāng)?shù)乃俣葘?shù)據(jù)寫入所定位的磁卡。
80x家族具有這種應(yīng)用所需的所有板上閃存和RAM,如果某特定的系統(tǒng)需要更大的存儲(chǔ)量,803和805都有外置存儲(chǔ)器接口提供大的存儲(chǔ)空間。該系列DSP芯核處理器具備多種功能,相信許多即使長(zhǎng)期從事微控制器嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程師都會(huì)從中受益。芯核的DSP部分可運(yùn)行適當(dāng)?shù)乃惴?qū)動(dòng)馬達(dá)并消除讀卡頭的信號(hào)噪音。
