[发明专利]一种多路门禁控制器韦根数据采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号采集技术领域，具体地说是一种多路门禁控制器韦根数据采集方法。

背景技术

韦根（Wiegand）协议是国际上统一的标准，它适用于涉及门禁控制系统的读卡器和卡片的许多特性，它有26-bit、34-bit、37-bit等格式。韦根26格式是一个广泛使用的工业标准，几乎所有的门禁控制器系统都支持标准的韦根26格式。韦根协议在数据的传输中主需要两条数据线，一条为数据0（DATA0），一条为数据1（DATA1），协议规定，两条数据线在无数据时均为高电平，如果DATA0为低电平代表数据0，DATA1为低电平代表数据1（低电平小于1V，高电平大于4V），低电平脉冲宽度在20us至200us之间（一般选取100us左右），两个脉冲见间隔在200us至20ms（一般选取1ms左右）之间。

目前门禁控制器系统的门禁控制器支持的韦根接口普遍较少，其中韦根数据的采集一般采取MCU（MCU：微型控制器，包括8bit、16bit、32bit等嵌入式微型处理器）接口扫描方法或用MCU接口中断方法，由于韦根信号是低速、串行、异步通信信号，采用扫描方法需要较长时间的占用MCU的CPU，采用中断方法接收1条韦根26数据MCU需要需要响应26次中断。这两种方法都大量的占用了微型处理器的CPU资源和中断（INT）资源。对于需要支持多路（4路以上）韦根数据采集的大容量（5万卡片ID信息）门禁控制设备，CPU开销和中断资源都非常宝贵，这两种韦根数据采集方法不管是从实时性还是可靠性上都存在着弊端，不适合应用于多路大容量门禁控制设备。

发明内容

本发明的目的是要解决上述方法在多路大容量门禁控制器韦根数据采集应用上的不足，而提供的一种支持多路韦根接口、实时性高、可靠性高、低成本的多路韦根数据采集方法。

为了实现上述目的，本发明一种多路门禁控制器韦根数据采集方法包括微型控制器MCU与韦根接口之间构造一个韦根总线桥接电路（以下简称：韦根总线桥），MCU与韦根总线桥之间通过并行总线构成电连接，韦根接口与韦根总线桥接电路之间通过IO线构成电连接。

所述韦根总线桥包括时序逻辑电路，内部可定义韦根通道数据寄存器、韦根通道数据状态寄存器、韦根数据计数器、去抖计时器、韦根数据超时控制定时器。

所述韦根总线桥外接1只低频有源晶振和1只高频有源晶振，其中低频率有源晶振用于韦根数据采集的扫描去抖定时、超时控制等；高频率有源晶振作为韦根总线桥与MCU之间并行通信时序的主频。

所述韦根总线桥接外接多路（N）韦根数据接口。

所述韦根总线桥采用“中断+扫描去抖+移位+奇偶校验+超时控制”的方法采集韦根数据，如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤1：所述韦根总线桥通过韦根数据接口实时检测端口电平状态，如果第n（0<n≤N)路韦根数据端口（DATA0或DATA1）有高电平到低电平的下降沿跳变，则经过扫描去抖、移位、计数和超时控制等处理。

所述扫描去抖，指下降沿跳变的同时启动去抖定时器，去抖定时器溢出后停止并再次检测该端口电平，如果电平未变化则为有效位信号。

所述移位，指韦根通道数据寄存器左移1位后将有效位值写入低1位。所述有效位值指产生有效位信号的数据线如果是DATA1则有效值为1，如果是DATA0则有效值为0。

所述计数，指韦根数据计数器加1。

所述超时控制，指经过扫描去抖判断信号有效后，韦根数据超时控制定时器开启，或清零并重新开始计时。如果超时控制定时器溢出则将韦根通道数据状态寄存器、韦根数据计数器清零、超时控制定时器清零并停止计时，如果超时控制定时器在溢出前检测到韦根数据端口有有效信号则清零并重新计时。

步骤2：如果韦根数据计数器的值与韦根数据格式N位相同并且数据位校验正确则将韦根通道数据状态寄存器第n位标志位置1，同时根据韦根通道数据状态寄存器之前的值是否为0输出中断信号到MCU中断输入（INT）端口，等待MCU中断响应后读取数据。

所述校验，指根据韦根协议格式进行的奇偶校验，采用组合逻辑方法实现。韦根协议N位数据格式中第1位为第2 至N/2位的偶校验，第n位为N/2+1至N-1位的奇校验。采用组合逻辑实现的方法：韦根协议N位数据1至N/2位按位异或后为0且N/2+1至N位按位异或后为1则数据正确。

所述输出中断，韦根总线桥输出中断信号的唯一判断条件是：韦根通道数据状态寄存器第n位标志位置1之前寄存器的值是否等于0，如果等于0则产生一次中断，如果不等于0则不产生中断信号。