Mifare RFID-RC522模組實驗（二）：C語言的結構（struct）與類型定義（typedef）說明

本單元的程式將在Arduino中紀錄一些Mifare標籤的識別碼，並且替它們標示名稱。每當掃描到這些標籤，Arduino就在序列埠監控視窗顯示它的名稱。識別碼可以用16進位、10進位…等格式表示。

認識C語言的結構（Struct）

C語言的陣列所儲存資料必須是相同的類型。如果要儲存一組包含不同類型的資料，可以使用結構（struct）。

定義結構相當於規劃容器的「藍圖」。下圖右是定義儲存一個位元組陣列和一個字串的結構，結構裡的每一個資料欄位，稱為一個「成員」。

結構定義完畢後，就可以填入資料，這個步驟稱為「初始化結構資料」。下圖右的程式將利用RFIDTag這個「藍圖」，打造一個叫做“tag”的容器，並在其中填入UID識別碼和自訂的名稱。

存取結構裡的成員的語法如下，底下的敘述將取出tag裡的name資料：

若要儲存一組結構資料，請使用陣列，底下的敘述將在tags陣列中儲存三組標籤的識別碼和名稱：

struct RFIDTag tags[] = {
   {{60,209,110,133}, "Arduino"},
   {{0xD4,0xD3,0xC0,0x61}, "Raspberry Pi"},
   {{0x15,0x8,0xA,0x53}, "Espruino"}
};

顯示Mifare標籤名稱的Arduino程式

本實驗單元的材料和電路，與前一篇貼文相同。完整的程式碼如下：

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>     // 引用程式庫

#define RST_PIN      A0        // 讀卡機的重置腳位
#define SS_PIN       10        // 晶片選擇腳位

struct RFIDTag {    // 定義結構
   byte uid[4];
   char *name;
};

struct RFIDTag tags[] = {  // 初始化結構資料
   {{60,209,110,133}, "Arduino"},
   {{0xD4,0xD3,0xC0,0x61}, "Raspberry Pi"},
   {{0x15,0x8,0xA,0x53}, "Espruino"}
};

byte totalTags = sizeof(tags) / sizeof(RFIDTag);

MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);  // 建立MFRC522物件

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println();
  Serial.println("RFID reader is ready!");

  SPI.begin();
  mfrc522.PCD_Init();   // 初始化MFRC522讀卡機模組
}

void loop() {
    // 確認是否有新卡片
    if (mfrc522.PICC_IsNewCardPresent() && mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {
      byte *id = mfrc522.uid.uidByte;   // 取得卡片的UID
      byte idSize = mfrc522.uid.size;   // 取得UID的長度
      bool foundTag = false;            // 是否找到紀錄中的標籤，預設為「否」。
      
      for (byte i=0; i<totalTags; i++) {
        if (memcmp(tags[i].uid, id, idSize) == 0) {
          Serial.println(tags[i].name);  // 顯示標籤的名稱
          foundTag = true;  // 設定成「找到標籤了！」
          break;            // 退出for迴圈
        }
      }

      if (!foundTag) {    // 若掃描到紀錄之外的標籤，則顯示"Wrong card!"。
        Serial.println("Wrong card!");
      }

      mfrc522.PICC_HaltA();  // 讓卡片進入停止模式      
    } 
}

第18行的sizeof()將傳回結構和陣列資料佔用的位元組大小，此程式的陣列佔用18位元組，結構佔用6位元組，兩者相除之後存入totalTags，因此其值為3，代表一共有3個標籤元素。

第39行透過memcmp()函式比對陣列，相關語法和範例說明，請參閱《超圖解Arduino互動設計入門》18-16頁。

上傳程式碼之後，掃描Mifare標籤，Arduino的序列埠監控視窗將顯示類似下圖的結果：

使用typedef指令自訂資料類型

typedef指令能將現有的資料類型改成自訂的名稱，通常用於簡化類型名稱，語法如下：

我們可以把結構定義帶入typedef指令，如此，初始化結構資料時，就不用加上struct關鍵字：

因此，上一節程式當中的結構定義和初始化語法，可改寫成：

typedef struct {   // 宣告自訂的結構資料類型
   byte uid[4];
   char *name;
} RFIDTag;

RFIDTag tags[] = {  // 初始化結構資料
   {{60,209,110,133}, "Arduino"},
   {{0xD4,0xD3,0xC0,0x61}, "Raspberry Pi"},
   {{0x15,0x8,0xA,0x53}, "Espruino"}
};

其餘程式碼都一樣。

未完，待續…

延伸閱讀

• Mifare RFID-RC522模組實驗（一）：讀取Mifare RFID卡的UID識別碼
• Arduino 4×4薄膜鍵盤模組實驗（一）：按鍵掃描程式原理說明