讀寫卡模塊的外設(shè)驅(qū)動代碼編寫技巧

6.4 讀寫卡模塊

>>> 6.4.1 基本功能

ZLG600A 是ZLG 提供的符合14443 標(biāo)準(zhǔn)的13.56MHz 讀寫卡模塊，支持Plus CPU、Mifare DesfireCPU 卡、Mifare 1 S50/S70、Mifare 0 ultralight、Mifare Pro 卡，還支持ISO7816 協(xié)議讀寫接觸式IC 卡?？梢源钶d兩個天線滿足不同位置的多卡讀寫要求，連接從機數(shù)多達127 個，支持I²C、UART、RS-232C、RS-485 多種接口。具備主動檢測卡進入功能，當(dāng)檢測到卡時，則產(chǎn)生中斷且通過串口、I²C 輸出數(shù)據(jù)。

ZLG600A 系列讀寫卡模塊選型指南詳見表6.18，電源電壓為5V，平均電流為77mA，TypeA、TypeB 和PLUS CPU卡讀卡距離分別為7.5cm、4cm 和5cm。

表6.18 選型指南表

由于RS-232C 和RS-485 與UART通信方式完全相同，僅在硬件上增加了一些轉(zhuǎn)換電路，因此后面不再特別說明。在這里僅介紹I²C 和UART 兩種通信方式，其引腳含義詳見表6.19。

表6.19 通信接口定義

注：方形焊盤為第1 管腳，3.3V 模塊J1-5 接3.3V 電源，5V 模塊J1-5 接5V 電源。

當(dāng)使用UART 通信時，只需要連接J1 中的電源引腳和TXD、RXD 引腳，其它引腳懸空，將LPC824 的USART0、USART1 或USART2 與ZLG600A 相連。當(dāng)使用I²C 通信時，需要連接J1 中的電源引腳和SCL、SDA 引腳。由于I²C 從機不能主動向I²C 主機發(fā)送數(shù)據(jù)，因此需要使用INT 引腳，用于從機通知主機處理事務(wù)。其它未使用的引腳通過10K 的上拉電阻與高電平相連，將LPC824 的I²C0、I²C1、I²C2 或I²C3 與ZLG600A 相連。注：SCL 和SDA 模塊內(nèi)部都有上拉電阻，使用I²C 通信時無需再外接上拉電阻。

>>> 6.4.2 初始化

AMetal 已經(jīng)提供了ZLG600A 的驅(qū)動函數(shù)，在使用其它各功能函數(shù)前必須先完成初始化，其初始化函數(shù)詳見表6.20。

表6.20 ZLG600A 初始化接口函數(shù)

初始化ZLG600A 意在獲取ZLG600A 的實例句柄（handle），雖然初始化函數(shù)不同，但返回值均為ZLG600A 的實例句柄，該實例句柄將作為其它功能接口函數(shù)handle 的實參。因此，無論選擇I²C 或UART 通信方式，只要基于實例句柄編程，則應(yīng)用程序與具體的通信方式無關(guān)。即便底層通信方式改變了，僅需在獲取實例句柄時換一個初始化函數(shù)，而應(yīng)用程序“一行代碼”都不用修改。

1． UART 初始化

使用UART 時，其初始化函數(shù)原型為：

• p_dev 為指向am_zlg600_uart_dev_t 類型實例的指針；

• p_devinfo 為指向am_zlg600_uart_devinfo_t 類型實例信息的指針。

（1）實例

定義am_zlg600_uart_dev_t 類型（am_zlg600.h）實例如下：

其中，g_zlg600_uart_dev 為用戶自定義的實例，其地址作為p_dev 的實參傳遞。

（2）實例信息

實例信息主要描述了ZLG600A 使用UART 通信時的相關(guān)信息，包括UART 緩沖區(qū)信息、波特率等信息。其類型am_zlg600_uart_devinfo_t 定義（am_zlg600.h）如下：

實例信息主要包含幀格式、ZLG600A 模式、波特率和緩沖區(qū)信息。

• 幀格式

frame_fmt 表示初始化時ZLG600A 使用的幀格式，為了兼容早期產(chǎn)品，ZLG600A 支持新幀格式和舊幀格式，其對應(yīng)的宏詳見表6.21。在初始化完成后，可以通過相應(yīng)的接口函數(shù)修改ZLG600A 使用的幀格式。但在初始化時，要知道ZLG600A 當(dāng)前使用的幀格式，出廠默認使用的幀格式為舊幀格式，frame_fmt 的值設(shè)置為：AM_ZLG600_FRAME_FMT_OLD。

表6.21 幀格式對應(yīng)的宏（am_zlg600.h）

注：若本次初始化完成后，通過后續(xù)相關(guān)功能接口函數(shù)更換使用的幀格式（如將舊幀格式更換為新幀格式），那么在系統(tǒng)下次啟動調(diào)用ZLG600A 初始化函數(shù)時，需要確保frame_fmt成員的值為更新后的幀格式（如新幀格式）。

• ZLG600A 模式

now_mode 為初始化時使用的模式，ZLG600A 支持3 種模式：自動偵測模式、I²C 模式、UART 模式。其對應(yīng)的宏詳見表6.22，出廠默認為自動偵測模式。

表6.22 模式對應(yīng)的宏（am_zlg600.h）

注：由于在自動偵測模式下，為了使用UART 通信，需要Host 連續(xù)發(fā)送兩次0x20（兩次的時間間隔需要30us 以上），便于ZLG600A 檢測有效波特率，將會使得每次初始化ZLG600A 的耗費時間較長。因此在本次初始化完成后，通過后續(xù)接口函數(shù)將模式固定為UART 模式。更新模式后，系統(tǒng)在下次啟動調(diào)用ZLG600A 初始化函數(shù)時，需確保now_mode 成員的值為更新后的模式（如UART 模式）。

在自動偵測模式下，UART、I²C 接口均處于接收狀態(tài)。若ZLG600A 從UART 通信線上檢測到有效的波特率（需要Host 連續(xù)發(fā)送兩次0x20，且兩次的時間間隔在30us 以上，便于ZLG600 檢測到有效波特率），則模塊使用UART 通信方式；若模塊從I²C 總線上接收到匹配的從機地址，則模塊使用I²C 通信方式。只要其中一個接口先收到有效數(shù)據(jù)，模塊將以此方式與主機通信，且關(guān)閉另外一種接口。

在UART 通信模式下，通信接口固定為UART，關(guān)閉I²C 接口，無需Host再連續(xù)發(fā)送兩次0x20 檢測ZLG600A 波特率。在I²C 通信模式下，關(guān)閉UART接口。在完成初始化后，可以通過相應(yīng)的接口函數(shù)修改ZLG600A 使用的模式。但在初始化時，要知道ZLG600A 當(dāng)前使用的模式，出廠默認使用的模式為自動偵測模式，now_mode 的值設(shè)置為：

AM_ZLG600_MODE_AUTO_CHECK。

• 波特率

baudrate 為UART 波特率，支持波特率的宏定義詳見表6.23。在自動偵測模式下，可以選擇表中任一有效的波特率，ZLG600A 會自動檢測使用的波特率。若處于UART 模式，波特率將為固定的值，該值為配置ZLG600A 是UART 模式時使用的波特率。

表6.23 支持的UART 波特率對應(yīng)的宏（am_zlg600.h）

由于出廠默認模式為自動偵測模式，因此該值為任一有效的波特率，如定義波特率為115200，則該值為：AM_ZLG600_BAUDRATE_115200。

• 緩沖區(qū)信息

當(dāng)選擇UART 方式通信時，發(fā)送和接收都需要一個保存數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，以提高數(shù)據(jù)處理的效率和確保接收數(shù)據(jù)不會因為正在處理事務(wù)而丟失。緩沖區(qū)的大小由用戶根據(jù)實際情況指定，建議在64 字節(jié)以上，一般設(shè)置為128 字節(jié)。p_uart_rxbuf 和rxbuf_size 描述了接收緩沖區(qū)的首地址和大小，p_uart_txbuf 和txbuf_size 描述了發(fā)送緩沖區(qū)的首地址和大小。如果設(shè)置128 字節(jié)的緩沖區(qū)供發(fā)送和接收使用，其定義如下：

其中，g_zlg600_uart_txbuf[128]為用戶自定義的數(shù)組空間供發(fā)送使用，充當(dāng)發(fā)送緩沖區(qū)，其地址（數(shù)組名g_zlg600_uart_txbuf 或首元素地址& g_zlg600_uart_txbuf[0]）作為實例信息中p_uart_txbuf 成員的值，數(shù)組大?。ㄟ@里為128）作為實例信息中txbuf_size 成員的值。同理，g_zlg600_uart_rxbuf[128]充當(dāng)接收緩沖區(qū)，其地址作為實例信息中p_uart_rxbuf 成員的值，數(shù)組大小作為實例信息中rxbuf_size 成員的值?；诖?，實例信息定義如下：

（3）UART 句柄uart_handle

若選擇LPC824 的USART1 與ZLG600A 通信，則可以通過LPC82x 的USART1 實例初始化函數(shù)am_lpc82x_usart1_inst_init()獲得UART 句柄。即：

獲得的UART 句柄即可直接作為uart_handle 的實參傳遞。

（4）實例句柄

ZLG600A 初始化函數(shù)am_zlg600_uart_init()的返回值即為ZLG600A 實例的句柄，該句柄將作為其它功能接口的第一個參數(shù)（handle）的實參。

其類型am_zlg600_handle_t（am_zlg600.h）定義如下：

若返回值為NULL，說明初始化失??；若返回值不為NULL，說明返回一個有效的handle。

基于模塊化編程思想，將初始化相關(guān)的實例、實例信息等的定義存放到對應(yīng)的配置文件中，通過頭文件引出實例初始化函數(shù)接口，源文件和頭文件的程序范例分別詳見程序清單6.98 和程序清單6.99。

程序清單6.98 ZLG600A（串口通信）實例初始化函數(shù)實現(xiàn)（am_hwconf_zlg600.c）

程序清單6.99 ZLG600A（串口通信）實例初始化函數(shù)聲明（am_hwconf_zlg600.h）

后續(xù)只需要使用無參數(shù)的實例初始化函數(shù)，即可獲取ZLG600A 的實例句柄。即：

2． I²C 初始化

使用I²C 通信方式時，其初始化函數(shù)原型為：

• p_dev 為指向am_zlg600_i2c_dev_t 類型實例的指針；

• p_devinfo 為指向am_zlg600_i2c_devinfo_t 類型實例信息的指針。

（1）實例

定義am_zlg600_i2c_dev_t 類型（am_zlg600.h）實例如下：

其中，g_zlg600_i2c_dev 為用戶自定義的實例，其地址作為p_dev 的實參傳遞。

（2）實例信息

實例信息主要描述了ZLG600A 使用I²C 通信時的相關(guān)信息，包括I²C 緩沖區(qū)信息、波特率等信息。其類型am_zlg600_i2c_devinfo_t 的定義（am_zlg600.h）如下：

實例信息主要包含幀格式、ZLG600A 模式、7 位I²C 從機地址和中斷引腳信息。

frame_fmt 的含義與使用UART 通信方式時一致，對于出廠設(shè)置的模塊，frame_fmt 的值應(yīng)設(shè)置為：AM_ZLG600_FRAME_FMT_OLD。

now_mode 的含義與使用UART 通信方式時一致，對于出廠設(shè)置的模塊，now_mode 的值應(yīng)設(shè)置為：AM_ZLG600_MODE_AUTO_CHECK。在本次初始化完成后，若通過后續(xù)接口函數(shù)將模式固定為I²C 模式。則系統(tǒng)在下次啟動調(diào)用ZLG600A 初始化函數(shù)時，必須確保now_mode 成員的值為更新后的I²C 模式。

slv_addr 為ZLG600A 的7 位I²C 從機地址，出廠默認值為0x59，數(shù)據(jù)手冊中描述為0xB2，該值為8 位地址，右移一位，即移除表示讀寫方向的位后，值即為0x59。在本次初始化完成后，若通過后續(xù)接口函數(shù)修改I²C 地址。則系統(tǒng)在下次啟動調(diào)用ZLG600A 初始化函數(shù)時，必須確保slv_addr 成員的值為更新后的I²C 地址。

int_pin 為ZLG600A 的INT 引腳與實際微控制器（如LPC824）連接的引腳號。比如，選擇LPC824 的PIO0_13 與ZLG600A 的 INT 引腳相連，則該值應(yīng)設(shè)置為PIO0_13。

基于此，實例信息定義如下：

（3）I²C 句柄i2c_handle

若選擇LPC824 的I²C1 與ZLG600A 通信，則通過LPC82x 的I²C1 實例初始化函數(shù)am_lpc82x_i2c1_inst_init()獲得I²C 句柄。即：

獲得的I²C 句柄即可直接作為i2c_handle 的實參傳遞。

（4）實例句柄

am_zlg600_i2c_init()與am_zlg600_uart_init()的返回值相同，該返回值為ZLG600A 實例的句柄，該句柄將作為其它功能接口的第一個參數(shù)（handle）的實參。若返回值為NULL，說明初始化失?。蝗舴祷刂挡粸镹ULL，說明返回一個有效的handle。

基于模塊化編程思想，將初始化相關(guān)的實例、實例信息等的定義存放到對應(yīng)的配置文件中，通過頭文件引出實例初始化函數(shù)接口，源文件和頭文件的程序范例分別詳見程序清單6.100 和程序清單6.101。

程序清單6.100 新增ZLG600A 的I²C 通信方式的實例初始化函數(shù)（am_hwconf_zlg600.c）

程序清單6.101 am_hwconf_zlg600.h 文件內(nèi)容更新

后續(xù)只需要使用無參數(shù)的實例初始化函數(shù)，即可獲取到ZLG600A 的實例句柄。即：

>>> 6.4.3 設(shè)備控制類接口函數(shù)

ZLG600A 支持多種IC 卡，比如，Mifare S50/S70、ISO7816-3、ISO14443（PICC）、PLUSCPU 卡等，每種卡都有對應(yīng)的命令。命令與接口函數(shù)基本上是一一對應(yīng)的關(guān)系，ZLG600A的命令較多，分為以下5 類：設(shè)備控制類命令、Mifare S50/S70 卡類命令、ISO7816-3 類命令、ISO14443（PICC）卡類命令和PLUS CPU 卡類命令。

設(shè)備控制類接口函數(shù)與具體卡片沒有直接關(guān)系，主要用于直接操作ZLG600A，比如，獲取ZLG600A 的設(shè)備信息和存儲IC 卡密鑰等，詳見表6.24。

表6.24 ZLG600A 設(shè)備控制類接口函數(shù)（am_zlg600.h）

1． 讀取設(shè)備信息

該函數(shù)意在獲取ZLG600A 的基本信息，包括產(chǎn)品信息和版本信息等，獲取的信息為字符串，比如，“ZLG600A V1.00”。其函數(shù)原型為：

其中，p_info 為獲取信息的指針，由于字符串長度為20 字節(jié)，因此需要提供一個長度為20 字節(jié)的內(nèi)存空間，以便存放獲取到的信息。若返回值為AM_OK，說明獲取信息成功，反之失敗，范例程序詳見程序清單6.102。

程序清單6.102 讀取ZLG600A 設(shè)備信息范例程序

假定選擇UART 通信方式，即可使用am_zlg600_uart_inst_init()實例初始化函數(shù)獲取ZLG600A 的實例句柄。同時包含標(biāo)準(zhǔn)C 頭文件string.h，便于使用strcmp()函數(shù)判斷字符串是否為“ZLG600A V1.00”？

由于這次使用的是ZLG600A V1.00 模塊，因此獲取的信息一定為“ZLG600A V1.00”。如果你使用的是其它型號或版本的模塊，則要注意將比較信息的字符串修改，否則就算成功讀取信息，比較結(jié)果也是不相等的。

2． 裝載IC 卡密鑰

卡片內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)均是加密的，必須驗證成功后才能讀寫數(shù)據(jù)。驗證就是將用戶提供的密鑰與卡片內(nèi)部存儲的密鑰對比，只有相同才認為驗證成功。ZLG600A 提供了用于存儲卡片驗證的密鑰的E2PROM，裝載IC 卡密鑰的作用就是將密鑰存放到指定的E2PROM 存儲區(qū)，其函數(shù)原型為：

其中，key_type 為密鑰類型，密鑰一般分為2 類，其分別為TypeA 和TypeB。其對應(yīng)的宏詳見表6.25。ZLG600A 能保存A 類型密鑰16組，B 類型密鑰16 組。

表6.25 密鑰類型（am_zlg600.h）

注：之所以存在兩類密鑰，是由于實際卡片中往往存在兩類密鑰，兩類密鑰可以更加方便地進行權(quán)限管理，比如，TypeA 驗證成功后只能讀，而TypeB 只有驗證成功后才能寫入，但權(quán)限可以自定義設(shè)置。

key_sec 為保存的區(qū)號，由于ZLG600A 能保存A 類密鑰16 組和B 類密鑰16 組，因此每種類型保存的區(qū)域有16 個，其對應(yīng)區(qū)號為0 ~ 15。

p_key 指向了實際待保存密鑰的緩沖區(qū)，key_length 為密鑰的長度，密鑰最大長度為16 字節(jié)。保存一組6 字節(jié)長度的A 類型密鑰至區(qū)號0 的范例程序詳見程序清單6.103。

程序清單6.103 裝載密鑰范例程序

當(dāng)后續(xù)需要驗證卡片時，只需要指定密鑰存放的E2PROM 區(qū)號0，無需再將密鑰發(fā)送給ZLG600A。

>>> 6.4.4 操作接口函數(shù)

Mifare 卡是一種符合ISO14443 標(biāo)準(zhǔn)的A 型卡，其接口函數(shù)詳見表6.26。

表6.26 Mifare S50/S70 接口函數(shù)（am_zlg600.h）

經(jīng)常使用的公交卡、房卡、水卡和飯卡等均是Mifare 卡。比如，S50 和S70，它們的區(qū)別在于容量的不同。S50 為1Kbyte，共16 個扇區(qū)，每個扇區(qū)4 塊，每塊16 字節(jié)。S70 為4Kbyte，共40 個扇區(qū)，前32 個扇區(qū)每個扇區(qū)4 塊，每塊16 字節(jié)，后8 個扇區(qū)每個扇區(qū)16 塊，每塊16 字節(jié)。

1． 自動檢測

• 設(shè)置自動檢測回調(diào)函數(shù)

當(dāng)有卡片靠近ZLG600A 時，將會自動調(diào)用用戶設(shè)定的回調(diào)函數(shù)，讀取卡片的相關(guān)信息，因此需要先設(shè)置一個回調(diào)函數(shù)。其函數(shù)原型為：

其中，pfn_callback 為指向回調(diào)函數(shù)的指針，p_arg 為回調(diào)函數(shù)的參數(shù)。若返回AM_OK，表示設(shè)置成功，反之失敗，范例程序詳見程序清單6.104。

程序清單6.104 設(shè)置自動檢測回調(diào)函數(shù)范例程序

程序中定義了一個detect_flag 變量，表示是否檢測到卡片。如果初始值為0，說明未檢測到卡片。在設(shè)置自動檢測回調(diào)函數(shù)時，將其地址作為回調(diào)函數(shù)的p_arg 參數(shù)。因此在回調(diào)函數(shù)中，p_arg 實質(zhì)上是指向detect_flag 的指針，通過該指針將detect_flag 設(shè)置為1，表明當(dāng)前檢測到卡片。

• 啟動自動檢測

當(dāng)設(shè)置好回調(diào)函數(shù)后，即可啟動自動檢測。其函數(shù)原型為：

其中，p_info 為指向自動檢測相關(guān)信息的指針，其類型am_zlg600_auto_detect_info_t 定義如下：

該信息結(jié)構(gòu)體包含檢測模式、天線模式、請求模式和密鑰驗證相關(guān)的信息。

• 檢測模式

ad_mode 表示檢測模式，用于配置檢測相關(guān)動作。當(dāng)檢測到卡片時，是否掛起該卡片，若選擇掛起，設(shè)置ad_mode 的值為AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AD_HALT（am_zlg600.h），則在檢測到一次該卡片后，就將該卡片掛起，后續(xù)檢測將忽略該卡片。若需再次檢測該卡片，必須將卡片遠離ZLG600A 后重新靠近才有效。若設(shè)置ad_mode 的值為0，則不會掛起卡片，每次自動檢測均可以檢測到靠近的卡片。

舉個簡單的例子可能更容易理解，在平常刷公交卡時，當(dāng)卡片靠近刷卡器時，會扣費一次，刷卡成功。若公交卡不離開刷卡器，則不會再次扣費，此時卡片已經(jīng)被刷卡器掛起了，不會再被識別到。若將公交卡離開刷卡器后再次靠近，將可能再次扣費。

當(dāng)ad_mode 的值均設(shè)置為AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AD_HALT 時，則可以避免重復(fù)檢測到同一張卡片。

• 天線模式

tx_mode 設(shè)置天線的工作模式，ZLG600A 有2 個天線TX1 和TX2，4 種工作模式：僅使用TX1、僅使用TX2、TX1 和TX2 交替使用、TX1 和TX2 同時使用，各種模式對應(yīng)的tx_mode 的值宏定義詳見表6.27。

表6.27 天線工作模式（am_zlg600.h）

• 請求模式

req_mode 表示請求模式，即檢測所有的卡還是只檢測空閑卡，對應(yīng)的值宏定義詳見表6.28，一般來講只檢測空閑卡。

表6.28 請求模式（am_zlg600.h）

• 密鑰驗證

由于絕大部分卡片在檢測到卡片時，都要先讀取一塊數(shù)據(jù)，因此可以將讀取數(shù)據(jù)作為自動檢測的一個附加功能。即在檢測到卡片時，自動讀取1 塊（16 字節(jié)）數(shù)據(jù)。由于讀取數(shù)據(jù)前均需要驗證，這就需要在啟動自動檢測時，指定密鑰驗證相關(guān)的信息。

所謂密鑰驗證就是將用戶提供的密鑰與卡片內(nèi)部存儲的密鑰對比，只有相等方能驗證成功。auth_mode 指定了3 種驗證模式，其對應(yīng)的宏表6.29。

表6.29 驗證模式（am_zlg600.h）

如果在自動檢測到卡片時，不需要讀取數(shù)據(jù)，則應(yīng)該將auth_mode 的值設(shè)置為AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AUTH_NO。由于不會用到信息結(jié)構(gòu)體中key_type、key[16]、key_len、nblock 四個成員的值，因此無需設(shè)置。

如果需要讀取數(shù)據(jù)，則必須將auth_mode 置為AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AUTH_E2或AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AUTH_DIRECT，其主要區(qū)別是驗證密鑰存放位置不同。

如果使用“直接驗證”（AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AUTH_DIRECT）的方式，則信息結(jié)構(gòu)體的key[16]包含了實際的密鑰，key_len 表示了密鑰的長度。

如果使用“E2 驗證”（AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AUTH_E2）方式，則驗證密鑰存放在ZLG600A 的E2PROM 中。此時，信息結(jié)構(gòu)體的key[16] 僅使用了首元素key[0]，其值為密鑰在E2PROM 中的區(qū)號（0 ~ 15）。自動檢測時，將使用ZLG600A 中E2PROM 對應(yīng)區(qū)號中的密鑰進行驗證。key_len 表示密鑰的長度。顯然，若使用“E2 驗證”，則需要確保已經(jīng)使用am_zlg600_ic_key_load()將密鑰存放到了ZLG600A 中E2PROM 相應(yīng)的區(qū)域。

信息結(jié)構(gòu)體中的nblock 指定了要驗證的塊，即讀取數(shù)據(jù)的塊，只有該塊被驗證成功后，才能讀取數(shù)據(jù)。Mifare S50 和Mifare S70 卡片包含的塊數(shù)目詳見表6.30。

表6.30 常見卡片的塊數(shù)目（am_zlg600.h）

假定無需讀取數(shù)據(jù)，可以定義自動檢測信息如下：

定義好相關(guān)信息后，可以使用啟動函數(shù)啟動自動檢測，即：

• 讀取卡片信息

當(dāng)啟動自動檢測后，若前面注冊的回調(diào)函數(shù)被調(diào)用，表明檢測到卡片，此時可以使用該接口讀取卡片的信息。其函數(shù)原型為：

其中，p_card_info 為指向卡片信息的指針，用于獲取卡片信息?？ㄆ畔⒌念愋蚢m_zlg600_mifare_card_info_t（am_zlg600.h）定義如下：

該信息結(jié)構(gòu)體包含了天線驅(qū)動模式、卡片唯一序列號和讀取的數(shù)據(jù)等相關(guān)的信息。

• 天線驅(qū)動模式

tx_mode 表示天線的驅(qū)動模式，在啟動自動檢測時，天線的模式有4 種：僅使用TX1、僅使用TX2、TX1 和TX2 交替使用、TX1 和TX2 同時使用。若啟動自動檢測時使用的模式為TX1 和TX2 交替使用，那么該值將會被設(shè)置為實際檢測到卡片的天線。tx_mode 可能被設(shè)置的值詳見表6.31。

表6.31 讀取到的天線驅(qū)動模式（am_zlg600.h）

當(dāng)TX1 和TX2 同時使用時，將無法區(qū)分具體檢測到卡片的天線。

• 片唯一序列號

每張卡片都具有一個唯一序列號，即UID。所有卡片的UID 都是不相同的?？ǖ男蛄刑栭L度有三種：4 字節(jié)、7 字節(jié)和10 字節(jié)。uid_len 表明了讀取到的UID 的長度，uid[10]中存放了讀取到的UID（字節(jié)數(shù)）。

• 讀取的數(shù)據(jù)

在啟動自動檢測時，指定了讀取卡片數(shù)據(jù)相關(guān)的驗證信息，若auth_mode 不為AM_ZLG600_MIFARE_CARD_AUTH_NO，且對應(yīng)的密鑰正確，驗證成功，將讀取啟動自動檢測時信息結(jié)構(gòu)體的nblock 成員指定的塊（由信息結(jié)構(gòu)體的nblock 指定）的數(shù)據(jù)。讀取的數(shù)據(jù)存放在card_data[16]數(shù)組中，讀取卡片信息的范例程序詳見程序清單6.105。

程序清單6.105 讀取卡片信息范例程序

讀取卡片信息成功后，將通過調(diào)試串口打印出讀取到的UID 信息。并翻轉(zhuǎn)LED1 燈的狀態(tài)，指示讀取一次卡片信息成功。

2． 卡片驗證

由于卡片內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)是加密的，因此必須驗證成功后才能讀寫數(shù)據(jù)。驗證方式有“E2驗證”和“直接驗證”，它們的區(qū)別是用于驗證的密鑰存放的位置不同。

• E2 驗證

用于驗證的密鑰是存放在ZLG600A 的E2PROM 中，其函數(shù)原型為：

其中，key_type 的類型是密鑰類型，它的值為AM_ZLG600_IC_KEY_TYPE_A 或AM_ZLG600_IC_KEY_TYPE_B，分別代表A 類型密鑰和B 類型密鑰。

p_uid 為指向UID 高4 字節(jié)緩沖區(qū)的指針，若UID 為4 字節(jié)，其值為獲取的UID 的首元素地址，即&card_info.uid[0]；若UID 為7 字節(jié)，其值為獲取的UID 的第3 號元素的地址，即&card_info.uid[3]；若UID 為10 字節(jié)，其值為獲取的UID 的第6 號元素的地址，即&card_info.uid[6]。key_sec 為密鑰存放在ZLG600A 的E2PROM 中的區(qū)號，該值應(yīng)該與使用am_zlg600_ic_key_load()函數(shù)存儲對應(yīng)密鑰時使用的區(qū)號一致。

nblock 指定本次驗證的塊號，返回值為AM_OK 時表明驗證成功，反之失敗，使用區(qū)號0 中的A 類密鑰驗證塊1 的范例程序詳見程序清單6.106。

程序清單6.106 E2 驗證范例程序

自動檢測獲取卡片信息card_info 詳見程序清單6.101，調(diào)用am_zlg600_ic_key_load()將密鑰存放在在0 區(qū)的E2PROM 中的程序詳見程序清單6.103。

實際上絕大部分卡都是4 字節(jié)的，而7 或10 字節(jié)的UID 卡極少。如果確定使用的卡片UID 為4 字節(jié)，則p_uid 的值為&card_info.uid[0]。

• 直接驗證

用于驗證的密鑰是由接口函數(shù)提供，其函數(shù)原型為：

其中，key_type、p_uid、nblock 的含義與“E2 驗證”相同，由于需要直接提供密鑰，因此使用p_key 指向密鑰存放的緩沖區(qū)，key_len 表示密鑰的長度。返回值為AM_OK，表明驗證成功，反之失敗，直接使用6 字節(jié)密鑰進行驗證的范例程序詳見程序清單6.107。

程序清單6.107 直接驗證范例程序

程序使用6 字節(jié)全0xFF 作為密鑰驗證塊1，之所以這樣，是因為Mifare S50/S70 卡片的密鑰出廠默認為全0xFF，且密鑰長度為6 字節(jié)。對于出廠默認設(shè)置，使用A 類密鑰和B類密鑰驗證均可。對于一些有權(quán)限控制的卡片，如驗證A 類密鑰后僅只讀，驗證B 類密鑰后可寫，則需要根據(jù)實際情況進行驗證，密鑰和權(quán)限控制的修改后面會進一步介紹。

3． 讀寫數(shù)據(jù)

若驗證成功，則開始讀寫已驗證的塊。讀寫數(shù)據(jù)都是以塊為單位的，其大小為16 字節(jié)。

• 讀取數(shù)據(jù)

讀取數(shù)據(jù)就是讀取某一塊的數(shù)據(jù)，其函數(shù)原型為：

其中，nblock 指定讀取的塊號，p_buf 為指向存放數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)大小為16 字節(jié)。返回值為AM_OK 時，表明讀取數(shù)據(jù)成功，反之失敗。如程序清單6.108 所示為讀取塊1 數(shù)據(jù)的范例程序。

程序清單6.108 讀取數(shù)據(jù)范例程序

• 寫入一塊數(shù)據(jù)

寫入數(shù)據(jù)就是將數(shù)據(jù)寫入到某一塊，其函數(shù)原型為：

其中，nblock 指定寫入的塊號，p_buf 為指向?qū)懭霐?shù)據(jù)的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)大小為16 字節(jié)。返回值為AM_OK 時，說明寫入數(shù)據(jù)成功，反之失敗。如程序清單6.109 所示為寫入16 字節(jié)數(shù)據(jù)至塊1 的范例程序。

程序清單6.109 寫入數(shù)據(jù)范例程序

如程序清單6.110 所示是展示卡片自動檢測、驗證和讀寫數(shù)據(jù)的綜合測試范例程序。

程序清單6.110 ZLG600 綜合測試范例程序

程序每檢測到一次卡片（detect_flag 的值為1），將讀取一次信息，然后使用調(diào)試串口打印UID 的值，接著進行讀寫檢測。若讀寫檢測失敗，表明驗證失敗，很可能密鑰不是初始密鑰，已經(jīng)被修改過了。

由于讀取UID 并不需要驗證，因此，當(dāng)測試程序運行時，將常見的公交卡、門禁卡、飯卡等卡靠近ZLG600A，均可以讀取卡片的UID。由于這些卡片的密鑰并不知曉，因此讀寫數(shù)據(jù)測試很可能會失敗。

>>> 6.4.5 密鑰和權(quán)限控制

Mifare S50/S70 卡的初始密鑰全為0xFF，顯然，對于實際產(chǎn)品來講，希望能夠更改其密鑰為其它值。由于存在密鑰A和密鑰B，可以對每個密鑰設(shè)定不一樣的權(quán)限，如驗證密鑰A后僅只讀，驗證密鑰B 后可寫。下面以Mifare S50 為例，介紹密鑰和權(quán)限控制的修改方法。

密鑰和權(quán)限控制是針對扇區(qū)而言的，即一個扇區(qū)的密鑰是相同的，不同扇區(qū)的密鑰可以不同。S50 共計16 個扇區(qū)，每個扇區(qū)4 塊，每塊16 字節(jié)，前3塊為普通的數(shù)據(jù)塊，最后一塊（尾塊）為密鑰和權(quán)限控制塊。對最后一塊存儲的數(shù)據(jù)進行修改，即可完成密鑰和權(quán)限控制的修改。操作最后一塊的存儲數(shù)據(jù)時要格外小心，數(shù)據(jù)稍有錯誤，就可能導(dǎo)致扇區(qū)被鎖死。尾塊的前6 字節(jié)為A 密鑰，后6字節(jié)為B 密鑰，中間4 字節(jié)用于權(quán)限控制，詳見圖6.11。

圖6.11 尾塊格式

如需修改密鑰和控制權(quán)限，重點在理解字節(jié)6、7 和8（字節(jié)9 是一個普通的數(shù)據(jù)）的含義。3 個字節(jié)共計24 位，每6 位（分別為C1、C2、C3、

由于存在此關(guān)系，因此實際控制位的含義僅通過C1、C2、C3 三個位即可確定。控制尾塊和數(shù)據(jù)塊的控制位含義是不同的。對于尾塊，其控制了密鑰A、密鑰B 以及控制區(qū)域的訪問權(quán)限?？刂莆坏暮x詳見表6.32。

表6.32 尾塊控制位含義

表中，“×”表示任何情況下都無權(quán)限，“KeyA”表示通過密鑰A 驗證后可以取得權(quán)限，KeyB 表示通過密鑰B 驗證后可以取得權(quán)限，“KeyA | B”表示通過密鑰A 或者密鑰B 驗證后均可取得權(quán)限。由此可見，密鑰A 的安全性很高，任何情況下都無法讀出。特殊情況下，當(dāng)C1C2C3 的值為000、010 或001 時，驗證密鑰A 后即可讀取密鑰B 區(qū)域的數(shù)據(jù)。

無論什么情況，驗證密鑰A 后，均可獲得控制區(qū)域的讀權(quán)限。通過讀取控制區(qū)域，可以知道當(dāng)前C1、C2、C3 的值，以判斷需要驗證哪個密鑰后可以獲得密鑰區(qū)域或控制區(qū)域的寫權(quán)限，進而修改密鑰和控制區(qū)域的值。比如，當(dāng)前的C1、C2、C3 的值為0、1、1，為了修改密鑰A，則需要先驗證密鑰B，驗證密鑰B 后，即可對尾塊進行寫入，寫入時其它數(shù)據(jù)保持不變，僅修改前6 字節(jié)（KeyA 區(qū)域）的值即可完全對密鑰A 的修改。

對于數(shù)據(jù)塊，C1、C2、C3 控制了對塊中存儲數(shù)據(jù)的操作權(quán)限，詳見表6.33。

表6.33 數(shù)據(jù)塊控制位含義

同樣，表中“×”表示任何情況下都無權(quán)限，“KeyA”表示通過密鑰A 驗證后可以取得權(quán)限，KeyB 表示通過密鑰B 驗證后可以取得權(quán)限，“KeyA | B”表示通過密鑰A 或者密鑰B 驗證后均可取得權(quán)限。

加值操作（相當(dāng)于充值）和減值操作（相當(dāng)于消費）是對塊中存放的值進行增加和減少操作，加值和減值均有對應(yīng)的命令可以直接使用。例如，當(dāng)前塊1 的C1、C2、C3 控制位的值為0、0、0（默認值），只要密鑰A 或密鑰B 驗證通過后，均可取得數(shù)據(jù)塊的讀、寫、加值、減值的權(quán)限?？梢愿鶕?jù)實際需要，修改尾塊中相應(yīng)控制位的值（修改時，需確保具有寫入控制區(qū)域的權(quán)限），以對數(shù)據(jù)進行保護。

需要注意的是，凡是表中標(biāo)識驗證密鑰B 后可以取得權(quán)限的，在特殊情況下驗證密鑰B后可能并不能取得權(quán)限。在介紹尾塊控制位含義時，當(dāng)C1、C2、C3 的值為000、010 或001時，KeyB 區(qū)域?qū)⒖赡鼙蛔x取，詳見表6.32。這些情況下，由于密鑰B 可能被讀取，為了確保安全，此時密鑰B 驗證將無效，即使密鑰B 驗證通過，同樣無法取得相應(yīng)的權(quán)限。

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