韦根协议实现单片机读取ID卡数据并上位机显示

韦根协议（Wiegand Protocol）是一种在访问控制系统中广泛使用的技术标准，主要用作读取ID卡或RFID标签的数据。韦根信号由两个数据线和一个地线组成，通过不同宽度的脉冲信号来传递数据。了解韦根协议的基本原理以及如何利用单片机读取ID卡数据并通过串口在上位机显示，是安全门禁系统和身份验证等应用中常见的技术需求。 ### 韦根协议基础 韦根协议的基本原理是通过在两个数据线上发送一串由0和1组成的脉冲序列来传递信息。通常，一个数据线负责发送奇数位数据，另一个数据线负责发送偶数位数据。脉冲的宽度代表了数据位的值，脉冲宽度通常分为短脉冲和长脉冲两种，分别代表逻辑“0”和逻辑“1”。 韦根协议有几种不同的变体，但最常见的是26位和34位。每种变体有其特定的数据结构，包括起始位、实体ID、校验位等。 ### 单片机读取ID卡号 在使用单片机读取ID卡号时，需要先初始化单片机的相关接口，设置好中断或者轮询检测韦根数据线的状态。当检测到数据线的变化时，单片机需要在正确的时间点捕获脉冲的高低电平变化，以确保能够准确地读取数据位。 具体步骤一般包括： 1. 初始化单片机的I/O口，将韦根数据线连接到单片机的相应引脚上。 2. 配置单片机的中断系统或定时器，用于捕获脉冲宽度和转换成数据位。 3. 编写中断服务程序或轮询检测逻辑，确保能够及时响应数据线上的状态变化。 4. 在接收到完整的一串脉冲序列后，按照韦根协议的数据结构对数据进行解析，提取出ID卡号。 ### 数据存储和串口通信 读取并解析出ID卡号后，接下来需要将这些数据存储到单片机的内存中，并通过串口通信发送到上位机。 在单片机端的操作步骤如下： 1. 在单片机的内存中开辟一定的存储空间用于暂存ID卡号。 2. 将解析出的ID卡号存储在开辟的内存空间。 3. 初始化单片机的串口模块，设置正确的波特率、数据位、停止位和校验方式。 4. 编写串口发送函数，将内存中的ID卡号按照一定的格式通过串口发送出去。 ### 上位机显示 上位机接收到串口发送过来的数据后，需要进行相应的处理以显示出可读的ID卡号。上位机软件一般是一个简单的串口调试助手程序，它能够与单片机进行通信并显示接收到的数据。 上位机端的操作步骤通常包括： 1. 使用串口调试助手软件设置与单片机通信的串口号和参数（波特率等）。 2. 在接收到数据后，解析数据包格式，这可能是根据一定协议规定的格式。 3. 将解析后的数据转换为可读的ID卡号格式。 4. 在上位机的界面上显示ID卡号。 ### 中断的作用 在上述过程中，中断的作用非常关键。中断可以使得单片机在接收到韦根信号的任何时刻都能够及时响应，提高数据读取的准确性。当中断触发时，单片机能够暂停当前的程序执行流程，转而处理中断服务程序。这样即便是在执行其他任务的时候，只要韦根数据线上的脉冲到达，单片机都能够立即记录脉冲的宽度，并转化为对应的数据位。 ### 总结 韦根协议在门禁控制系统中应用广泛，其数据的读取依赖于单片机的精确时序控制。通过单片机读取ID卡号并通过串口在上位机上显示这一过程，涉及到中断服务程序的编写、串口通信的配置、以及对韦根协议数据格式的理解。掌握这些技术对于实现稳定可靠的门禁系统和其他相关硬件设备具有重要意义。