非接觸式IC卡及其讀寫設(shè)備

1、非接觸式非接觸式IC卡及其讀寫設(shè)備卡及其讀寫設(shè)備 主要內(nèi)容 v 智能卡基本知識(shí)概要 v 非接觸式IC卡 v 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 18.1 智能卡基本知識(shí)概要 18.1 智能卡基本知識(shí)概要智能卡基本知識(shí)概要 18.1.1 關(guān)于智能卡關(guān)于智能卡 智能卡智能卡（“smart card”），也稱作集成電路卡（），也稱作集成電路卡（integrated circuit card），即），即IC卡。它一般指將集成電路芯片嵌裝于塑料等基片上卡。它一般指將集成電路芯片嵌裝于塑料等基片上 制成的卡片，外形與磁卡相似，芯片具有存儲(chǔ)、加密及數(shù)據(jù)處理等功能。制成的卡片，外形與磁卡相似，芯片具有存儲(chǔ)、加密及數(shù)據(jù)

2、處理等功能。 IC卡可以分為以下三類卡可以分為以下三類: （1）存儲(chǔ)卡：）存儲(chǔ)卡：內(nèi)部封裝了為電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器內(nèi)部封裝了為電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM。 （2）邏輯加密卡：）邏輯加密卡：封裝了上述封裝了上述EEPROM存儲(chǔ)器外，還專設(shè)有邏輯存儲(chǔ)器外，還專設(shè)有邏輯 加密電路，提供了硬件加密手段。加密電路，提供了硬件加密手段。 （3）CPU卡卡 ：卡片內(nèi)集成了中央處理器卡片內(nèi)集成了中央處理器CPU， 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器ROM， 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM 和和RAM。 18.1 智能卡基本知識(shí)概要 18.1.1 關(guān)于智能卡關(guān)于智能卡 根據(jù)讀寫方法把根據(jù)讀寫方法把IC卡分為：

3、接觸式卡分為：接觸式IC卡和非接觸式卡和非接觸式IC卡。兩種卡的卡。兩種卡的 集成電路均密封在塑料卡基片內(nèi)部，可防水，防塵，防磁。集成電路均密封在塑料卡基片內(nèi)部，可防水，防塵，防磁。 接觸式接觸式IC卡：表面可以看到一個(gè)方型鍍金接口，共有八個(gè)或六個(gè)鍍卡：表面可以看到一個(gè)方型鍍金接口，共有八個(gè)或六個(gè)鍍 金觸點(diǎn)，用于與讀寫器接觸，通過電流信號(hào)完成讀寫。金觸點(diǎn)，用于與讀寫器接觸，通過電流信號(hào)完成讀寫。 非接觸式非接觸式IC卡：卡內(nèi)除包含前述三種卡：卡內(nèi)除包含前述三種IC卡電路，還有射頻收發(fā)電路卡電路，還有射頻收發(fā)電路 及相關(guān)電路。及相關(guān)電路。IC卡在一定距離內(nèi)即可收發(fā)讀寫器的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)非接觸讀卡在一

4、定距離內(nèi)即可收發(fā)讀寫器的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)非接觸讀 寫。因而稱這種寫。因而稱這種IC卡為非接觸式，或者感應(yīng)式卡為非接觸式，或者感應(yīng)式IC卡，或者射頻識(shí)別卡，或者射頻識(shí)別 (Radio Frequency Identification,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱RFID)卡?？?。 18.1 智能卡基本知識(shí)概要 18.1.2 智能卡的接口設(shè)備智能卡的接口設(shè)備 智能卡接口設(shè)備智能卡接口設(shè)備IFD(inter face device)，通常也稱作，通常也稱作IC卡讀卡讀 寫設(shè)備寫設(shè)備/讀寫器。讀寫設(shè)備按運(yùn)行方式可分為單機(jī)型和聯(lián)機(jī)型兩大類。讀寫器。讀寫設(shè)備按運(yùn)行方式可分為單機(jī)型和聯(lián)機(jī)型兩大類。 單機(jī)型讀寫設(shè)備：可獨(dú)立存儲(chǔ)和工作，

5、無需和主機(jī)相連就可完成數(shù)單機(jī)型讀寫設(shè)備：可獨(dú)立存儲(chǔ)和工作，無需和主機(jī)相連就可完成數(shù) 據(jù)讀寫，可與應(yīng)用設(shè)備結(jié)合或單獨(dú)工作。有著系統(tǒng)規(guī)模小、適應(yīng)范圍廣、據(jù)讀寫，可與應(yīng)用設(shè)備結(jié)合或單獨(dú)工作。有著系統(tǒng)規(guī)模小、適應(yīng)范圍廣、 不需要聯(lián)接微機(jī)、輸出直接控制終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)不需要聯(lián)接微機(jī)、輸出直接控制終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如電控鎖、閘門等例如電控鎖、閘門等)以及以及 安裝簡(jiǎn)單、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。典型應(yīng)用有安裝簡(jiǎn)單、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。典型應(yīng)用有IC卡電表、水表，公交車卡電表、水表，公交車 票刷卡機(jī)等。票刷卡機(jī)等。 聯(lián)機(jī)型讀寫設(shè)備：通過并行或串行口與聯(lián)機(jī)型讀寫設(shè)備：通過并行或串行口與PC機(jī)或應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，機(jī)或應(yīng)用系

6、統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接， 組成不同的應(yīng)用系統(tǒng)。聯(lián)機(jī)型讀寫設(shè)備一般應(yīng)用于金融和商品交易部門，組成不同的應(yīng)用系統(tǒng)。聯(lián)機(jī)型讀寫設(shè)備一般應(yīng)用于金融和商品交易部門， 適合大型系統(tǒng)或金融支付系統(tǒng)使用。適合大型系統(tǒng)或金融支付系統(tǒng)使用。 18.1 智能卡基本知識(shí)概要 18.1.3 智能卡的國際標(biāo)準(zhǔn)智能卡的國際標(biāo)準(zhǔn) （1）接觸式）接觸式IC卡的國際標(biāo)準(zhǔn)卡的國際標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 7816是是IC卡遵循的主要國際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)卡遵循的主要國際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)IC卡的物理特性、卡的物理特性、 觸點(diǎn)的尺寸和位置、電信號(hào)和傳輸協(xié)議、交換用行業(yè)命令、生物個(gè)觸點(diǎn)的尺寸和位置、電信號(hào)和傳輸協(xié)議、交換用行業(yè)命令、生物個(gè) 人認(rèn)證方法、密碼信息應(yīng)用等做出

7、了詳細(xì)規(guī)定。人認(rèn)證方法、密碼信息應(yīng)用等做出了詳細(xì)規(guī)定。 （2）非接觸式）非接觸式IC卡的國際標(biāo)準(zhǔn)卡的國際標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)卡類型作用距離（約） ISO 10536密耦合密耦合01cm ISO 14443近耦合近耦合010cm ISO 15693疏耦合疏耦合01m （3）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)各種卡進(jìn)行測(cè)試的國際標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)各種卡進(jìn)行測(cè)試的國際標(biāo)準(zhǔn)是ISO/IEC 10373。 返回返回 18.2 非接觸式IC卡 18.2 非接觸式非接觸式IC卡卡 18.2.1 非接觸式非接觸式IC卡卡 非接觸式非接觸式IC卡卡Contactless Smart Card（CSS），也稱作感應(yīng)卡、），也稱作感應(yīng)卡、 射頻卡

8、，由射頻卡，由IC芯片、感應(yīng)天線組成，并完全密封在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)芯片、感應(yīng)天線組成，并完全密封在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PVC卡片中，卡片中， 無外露部分，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。無外露部分，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。 外殼外殼芯片芯片天線天線 18.2 非接觸式IC卡 非接觸非接觸IC卡工作原理圖卡工作原理圖 PC 讀寫器讀寫器 （內(nèi)置芯片、天線）（內(nèi)置芯片、天線） 天線天線 非接觸非接觸IC卡卡能能 量量 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 時(shí)時(shí) 序序 18.2 非接觸式IC卡 非接觸非接觸IC卡的優(yōu)點(diǎn)：卡的優(yōu)點(diǎn)： （1）高可靠性）高可靠性：無觸點(diǎn)，避免了由接觸讀寫產(chǎn)生的各種故障。提高：無觸點(diǎn)，避免了由接觸讀寫產(chǎn)生的各種故障。提高 了抗靜電和環(huán)境污

9、染能力，因此提高了可靠性及使用壽命。了抗靜電和環(huán)境污染能力，因此提高了可靠性及使用壽命。 （2）易用性）易用性：操作方便、快捷，無需插拔卡，完成：操作方便、快捷，無需插拔卡，完成次操作只需次操作只需 0.10.3秒。秒。 （3）高安全性）高安全性：序列號(hào)全球唯一?？ㄅc讀寫設(shè)備之間采用雙向互認(rèn)：序列號(hào)全球唯一?？ㄅc讀寫設(shè)備之間采用雙向互認(rèn) 驗(yàn)證機(jī)制。所有數(shù)據(jù)都加密，不同分區(qū)的數(shù)據(jù)用不同的密碼和訪問驗(yàn)證機(jī)制。所有數(shù)據(jù)都加密，不同分區(qū)的數(shù)據(jù)用不同的密碼和訪問 條件進(jìn)行保護(hù)。條件進(jìn)行保護(hù)。 （4）高抗干擾性）高抗干擾性：對(duì)有防沖突電路的非接觸卡，在多卡同時(shí)進(jìn)入讀：對(duì)有防沖突電路的非接觸卡，在多卡同時(shí)進(jìn)

10、入讀 寫范圍內(nèi)時(shí)，讀寫設(shè)備可一一對(duì)卡進(jìn)行處理。寫范圍內(nèi)時(shí)，讀寫設(shè)備可一一對(duì)卡進(jìn)行處理。 （5）一卡多用）一卡多用：卡片上的數(shù)據(jù)分區(qū)管理，實(shí)現(xiàn)一卡多用、一卡通。：卡片上的數(shù)據(jù)分區(qū)管理，實(shí)現(xiàn)一卡多用、一卡通。 （6）多種工作距離）多種工作距離：作用距離從幾厘米到幾米，適應(yīng)不同場(chǎng)合。：作用距離從幾厘米到幾米，適應(yīng)不同場(chǎng)合。 18.2 非接觸式IC卡 18.2.2 非接觸卡的應(yīng)用非接觸卡的應(yīng)用 （1）公共交通）公共交通 （2）身份識(shí)別）身份識(shí)別 （3）門禁控制）門禁控制 另外，高速公路收費(fèi)，停車場(chǎng)收費(fèi)，加油站收費(fèi)，另外，高速公路收費(fèi)，停車場(chǎng)收費(fèi)，加油站收費(fèi)， 智能卡水表、電表、煤氣表等應(yīng)用。智能卡水表

11、、電表、煤氣表等應(yīng)用。 18.2 非接觸式IC卡 18.2.3 非接觸式非接觸式IC卡卡Mifare Philips是世界上最早研制非接觸式是世界上最早研制非接觸式IC卡的公司，其卡的公司，其Mifare技術(shù)技術(shù) 已經(jīng)被制定為已經(jīng)被制定為IS0IEC14443 TYPE A國際標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)。 （1）Mifare 1卡特點(diǎn)卡特點(diǎn) 采用采用CMOS工藝，內(nèi)建工藝，內(nèi)建E2PROM存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、MCU智能控制器等。智能控制器等。 卡片電路不用任何電池供電?？ㄆ娐凡挥萌魏坞姵毓╇?。 標(biāo)準(zhǔn)操作距離高達(dá)標(biāo)準(zhǔn)操作距離高達(dá)10cm，通信速率高達(dá)，通信速率高達(dá)106kbits。 具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信加密和雙

12、向密碼驗(yàn)證功能。具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信加密和雙向密碼驗(yàn)證功能。 具有防沖突功能。具有防沖突功能。 其芯片在制造時(shí)具有全球唯一的序列號(hào)。其芯片在制造時(shí)具有全球唯一的序列號(hào)。 內(nèi)建內(nèi)建8K的的E2PROM存儲(chǔ)器，分存儲(chǔ)器，分16個(gè)扇區(qū)。個(gè)扇區(qū)。 芯片設(shè)計(jì)有增減值運(yùn)算電路，其運(yùn)算時(shí)間最長(zhǎng)不超過芯片設(shè)計(jì)有增減值運(yùn)算電路，其運(yùn)算時(shí)間最長(zhǎng)不超過100ms。 擦寫能力超過擦寫能力超過10萬次，數(shù)據(jù)保存期大于萬次，數(shù)據(jù)保存期大于10年。年。 18.2 非接觸式IC卡 （2）MF1卡主要參數(shù)卡主要參數(shù) 工作頻率工作頻率：13.56MHZ； 數(shù)據(jù)保存期數(shù)據(jù)保存期：10年；年； 操作時(shí)間操作時(shí)間：96ms； 讀寫距離讀

13、寫距離：2.510cm ； 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量：8Kbit； 尺寸尺寸：85.6mm54mm0.76mm ； 存儲(chǔ)器類型存儲(chǔ)器類型：E2PROM； 操作環(huán)境溫度操作環(huán)境溫度：2050； 多重應(yīng)用區(qū)多重應(yīng)用區(qū)：16個(gè)分區(qū)；個(gè)分區(qū)； 廠商序列號(hào)廠商序列號(hào)：32位，全球唯一；位，全球唯一； 相對(duì)濕度相對(duì)濕度：90% ； 寫卡次數(shù)寫卡次數(shù)：10萬次以上；萬次以上； 材料材料：PVC。 18.2 非接觸式IC卡 （3）MFl芯片邏輯結(jié)構(gòu)芯片邏輯結(jié)構(gòu) 數(shù)數(shù) 字字 控控 制制 單單 元元 射頻接口射頻接口 E2PROM 認(rèn)證認(rèn)證 控制和算術(shù)控制和算術(shù) 運(yùn)算單元運(yùn)算單元 防沖突防沖突 E2PROM接接 口口 加

14、密單元加密單元 天天 線線 18.2 非接觸式IC卡 （4）MFl卡片的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)卡片的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) Mifare 1卡片采用卡片采用EEPROM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，容量為作為存儲(chǔ)介質(zhì)，容量為1K 8位位 ，分，分 為為16個(gè)扇區(qū)個(gè)扇區(qū)(015)，每個(gè)扇區(qū)有，每個(gè)扇區(qū)有4個(gè)塊個(gè)塊(03)，每塊有，每塊有16字節(jié)。一個(gè)扇字節(jié)。一個(gè)扇 區(qū)共區(qū)共16 Byte 4 = 64 Byte。扇區(qū)的第四塊稱作尾塊，包含了該扇區(qū)。扇區(qū)的第四塊稱作尾塊，包含了該扇區(qū) 的密碼的密碼A(6個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié))、存取控制、存取控制(4個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié))、密碼、密碼B(6個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié))，是控制塊。，是控制塊。 其余三塊是數(shù)據(jù)塊。其余三塊是數(shù)

15、據(jù)塊。 扇區(qū)扇區(qū)0的塊的塊0固化了廠商代碼信息，不可改寫。其中：第固化了廠商代碼信息，不可改寫。其中：第04字節(jié)為字節(jié)為 卡片的序列號(hào)；第卡片的序列號(hào)；第5字節(jié)為序列號(hào)的校驗(yàn)碼；第字節(jié)為序列號(hào)的校驗(yàn)碼；第6字節(jié)為卡片的容量字節(jié)為卡片的容量 “SIZE”；第；第7，8字節(jié)為卡片的類型號(hào)字節(jié)為卡片的類型號(hào)(Tagtype)；其他字節(jié)由廠商另；其他字節(jié)由廠商另 加定義。如下圖所示。加定義。如下圖所示。 扇區(qū)扇區(qū)塊塊0123456789ABCDEF描述描述 03密碼密碼A權(quán)限位權(quán)限位密碼密碼 B第第0扇區(qū)尾塊扇區(qū)尾塊 2數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊 1數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊 0廠商標(biāo)志塊廠商標(biāo)志塊 18.2 非接觸式IC卡 1

16、8.2.4 非接觸式非接觸式IC卡標(biāo)準(zhǔn)卡標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 14443 ISO/IEC 14443是近耦合是近耦合IC卡的國際標(biāo)準(zhǔn)，包括四個(gè)部分：卡的國際標(biāo)準(zhǔn)，包括四個(gè)部分： 第一部分第一部分ISO/IEC 14443-1制定了有關(guān)非接觸卡的物理特性；制定了有關(guān)非接觸卡的物理特性； 第二部分第二部分ISO/IEC 14443-2制定了有關(guān)射頻功率及信號(hào)界面的特性；制定了有關(guān)射頻功率及信號(hào)界面的特性； 第三部分第三部分ISO/IEC 14443-3則為非接觸卡的初始化及防沖突機(jī)制；則為非接觸卡的初始化及防沖突機(jī)制； 第四部分第四部分ISO/IEC 14443-4為有關(guān)的交易協(xié)定。為有關(guān)的交易協(xié)定

17、。 18.2 非接觸式IC卡 Type A與與Type B 的比較的比較 非接觸式非接觸式IC卡的分為卡的分為Type A和和Type B兩種。兩種。Philips公司的公司的MF1卡卡 就是就是A型卡。型卡。 下表中下表中PCD（Proximity Coupling Device）指閱讀器，）指閱讀器， PICC（Proximity Integrated Circuit Card）指近耦合非接觸式）指近耦合非接觸式IC卡?？?。 A型型B型型 PCD 到到 PICC 調(diào)制調(diào)制ASK 100% ASK 10% 位編碼位編碼改進(jìn)的改進(jìn)的Miller編碼編碼NRZ編碼編碼 波特率波特率106kdB1

18、06kdB 同步同步位級(jí)同步位級(jí)同步(幀起始，幀結(jié)束標(biāo)記幀起始，幀結(jié)束標(biāo)記)每個(gè)字節(jié)有每個(gè)字節(jié)有1個(gè)起始位和個(gè)起始位和1個(gè)結(jié)束位個(gè)結(jié)束位 PICC 到到 PCD 調(diào)制調(diào)制 用振幅鍵控調(diào)制用振幅鍵控調(diào)制847kHz的的 負(fù)載調(diào)制的副載波負(fù)載調(diào)制的副載波 用相位鍵控調(diào)制用相位鍵控調(diào)制847kHz的的 負(fù)載調(diào)制的副載波負(fù)載調(diào)制的副載波 位編碼位編碼曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼NRZ編碼編碼 波特率波特率106kdB106kdB 同步同步 1位位“幀同步幀同步”(幀起始，幀結(jié)束標(biāo)幀起始，幀結(jié)束標(biāo) 記記) 每個(gè)字節(jié)有每個(gè)字節(jié)有1個(gè)起始位和個(gè)起始位和1個(gè)結(jié)束位個(gè)結(jié)束位 返回返回 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)

19、備設(shè)計(jì) 18.3 非接觸式非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì)卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 18.3.1 概述概述 （1）非接觸）非接觸IC卡讀寫設(shè)備基本功能卡讀寫設(shè)備基本功能 非接觸非接觸IC卡進(jìn)卡進(jìn)/出射頻區(qū)的識(shí)別和控制。出射頻區(qū)的識(shí)別和控制。 向非接觸向非接觸IC卡提供其所需要的穩(wěn)定的電源?？ㄌ峁┢渌枰姆€(wěn)定的電源。 實(shí)現(xiàn)與卡的數(shù)據(jù)交換，并提供相應(yīng)的控制信號(hào)。實(shí)現(xiàn)與卡的數(shù)據(jù)交換，并提供相應(yīng)的控制信號(hào)。 提供相應(yīng)的加密解密處理及密鑰管理機(jī)制。提供相應(yīng)的加密解密處理及密鑰管理機(jī)制。 提供相應(yīng)的外部控制信息及與其他設(shè)備的信息交換。提供相應(yīng)的外部控制信息及與其他設(shè)備的信息交換。 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì)

20、（2）非接觸）非接觸IC卡讀寫設(shè)備工作過程卡讀寫設(shè)備工作過程 讀寫設(shè)備終端不斷向周圍發(fā)送一組固定頻率的電磁波。當(dāng)頻率讀寫設(shè)備終端不斷向周圍發(fā)送一組固定頻率的電磁波。當(dāng)頻率 相同的卡片進(jìn)入其工作領(lǐng)域時(shí)，卡片內(nèi)的相同的卡片進(jìn)入其工作領(lǐng)域時(shí)，卡片內(nèi)的LC串聯(lián)諧振電路在電磁激勵(lì)串聯(lián)諧振電路在電磁激勵(lì) 下產(chǎn)生共振，為卡內(nèi)的電容充電。下產(chǎn)生共振，為卡內(nèi)的電容充電。 在電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電在電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電 荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2v時(shí)，此電容了可源時(shí)，此電容了可源 為集成電路提

21、供工作電壓。為集成電路提供工作電壓。 卡片集成電路中的有關(guān)控制邏輯電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼。卡片集成電路中的有關(guān)控制邏輯電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼。 根據(jù)解碼信息判斷讀寫設(shè)備終端發(fā)來的命令要求，若是讀取信息則控根據(jù)解碼信息判斷讀寫設(shè)備終端發(fā)來的命令要求，若是讀取信息則控 制邏輯電路從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息；若是修改信息則有關(guān)控制邏輯制邏輯電路從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息；若是修改信息則有關(guān)控制邏輯 啟動(dòng)電壓泵將啟動(dòng)電壓泵將2V工作電壓提升到工作電壓提升到15V以便對(duì)存儲(chǔ)器以便對(duì)存儲(chǔ)器E2PROM中內(nèi)容中內(nèi)容 進(jìn)行重新寫入編程。進(jìn)行重新寫入編程。 當(dāng)電容放電時(shí)，非接觸卡內(nèi)的發(fā)射電路就將從存儲(chǔ)器中讀取的

22、當(dāng)電容放電時(shí)，非接觸卡內(nèi)的發(fā)射電路就將從存儲(chǔ)器中讀取的 數(shù)據(jù)信息及相關(guān)信息發(fā)送給讀寫設(shè)備終端。數(shù)據(jù)信息及相關(guān)信息發(fā)送給讀寫設(shè)備終端。 讀寫設(shè)備終端對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理。讀寫設(shè)備終端對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理。 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) （3）非接觸）非接觸IC卡讀寫設(shè)備系統(tǒng)組成卡讀寫設(shè)備系統(tǒng)組成 與主機(jī)的通信接口與主機(jī)的通信接口 LED/ LCD顯顯 示示 鍵盤鍵盤其它其它 MCU天線天線 射頻處理射頻處理 模塊模塊 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 18.3.2 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) （1）非接觸）非接觸IC卡讀寫芯片卡讀寫芯片MF RC500 1）MFRC500功能結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)

23、控制線控制線 MF RC500 并行微控并行微控 制器接口制器接口 （帶輸入（帶輸入 輸出緩沖）輸出緩沖） Crypto1 安全算法安全算法 及及 密碼驗(yàn)證密碼驗(yàn)證 狀態(tài)及控制狀態(tài)及控制 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 并行并行/串行轉(zhuǎn)換串行轉(zhuǎn)換 CRC/奇偶生成及奇偶生成及 校驗(yàn)校驗(yàn) 幀封裝生成及校驗(yàn)幀封裝生成及校驗(yàn) 位編碼及譯碼位編碼及譯碼 模擬電路模擬電路 集成解碼器集成解碼器 位譯碼器位譯碼器 輸出驅(qū)動(dòng)輸出驅(qū)動(dòng) 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 Mifare1 S50 地址線地址線 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 2）MF RC500引腳引腳 OSCIN IRQ MFIN MFOUT TX1 TVDD TX2 T

24、VSS NCS NWR NRD DVSS D0 D1 D2 D3 OSCOUT RSTPD VMID RX AVSS AUX AVDD DVDD A2 A1 A0 ALE D7 D6 D5 D4 1 32 2 31 3 30 4 29 5 28 6 27 7 26 8 25 9 24 10 23 11 22 12 21 13 20 14 19 15 18 16 17 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 3）MF RC500的寄存器的寄存器 MCU對(duì)對(duì)MF RC500的控制是通過對(duì)其內(nèi)部的寄存器的讀寫來實(shí)現(xiàn)的控制是通過對(duì)其內(nèi)部的寄存器的讀寫來實(shí)現(xiàn) 的的.MF RC500內(nèi)部共有內(nèi)部共有64個(gè)寄

25、存器，分成個(gè)寄存器，分成8頁，每頁頁，每頁8個(gè)寄存器。個(gè)寄存器。 MF RC500的寄存器描述請(qǐng)參見的寄存器描述請(qǐng)參見附錄附錄G。 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 4）MF RC500的命令的命令 RC500內(nèi)部有一個(gè)狀態(tài)機(jī)，可以執(zhí)行命令寄存器（內(nèi)部有一個(gè)狀態(tài)機(jī)，可以執(zhí)行命令寄存器（Command）中）中 的命令。命令的啟動(dòng)只需要將命令代碼寫到的命令。命令的啟動(dòng)只需要將命令代碼寫到Command寄存器中。執(zhí)行寄存器中。執(zhí)行 命令所需要的變量以及數(shù)據(jù)通過命令所需要的變量以及數(shù)據(jù)通過FIFO緩沖區(qū)來傳遞。緩沖區(qū)來傳遞。RC500的命令集有的命令集有 13條命令：條命令： 開始（開始（Star

26、tUp） 空閑（空閑（Idle） 傳送（傳送（Transmit） 接收（接收（Receive） 傳收（傳收（Transceive） 寫寫E2PROM（WriteE2） 讀讀E2PROM（ReadE2） 取密碼（取密碼（LoadKey） 取取E2PROM中的密碼（中的密碼（LoadKeyE2） 認(rèn)證認(rèn)證1（Authent1） 認(rèn)證認(rèn)證2（Authent2） 載入配置（載入配置（LoadConfig） 計(jì)算計(jì)算CRC（CalcCRC）。）。 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) （2）GP32與與MF RC500的連接的連接 地址鎖存地址鎖存 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/地址地址 復(fù)位復(fù)位 片選片選 寫寫 讀讀 中

27、斷中斷 高電平高電平 低電平低電平 高電平高電平PTB0PTB7 PTC0 PTC1 PTC2 PTC3 PTC4 IRQ MC68HC908GP32 D0D7 A0 A1 A2 RSTPD NCS ALE IRQ MF RC500 TX2 RX TX1 VMID 匹配匹配 電路電路 天線天線 NWR NRD 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 18.3.3 低端軟件設(shè)計(jì)低端軟件設(shè)計(jì) （1）對(duì)）對(duì)MF RC500的操作的操作 1）訪問）訪問RC500寄存器寄存器 RC500內(nèi)部共有內(nèi)部共有64個(gè)寄存器，分個(gè)寄存器，分8頁。每頁頁。每頁8個(gè)寄存器，每頁的個(gè)寄存器，每頁的 第一個(gè)寄存器均稱為頁寄

28、存器第一個(gè)寄存器均稱為頁寄存器Page-Register，如下圖。，如下圖。 使用頁選擇使用頁選擇0 0 00頁選擇頁選擇 7 6 5 4 3 2 1 0 寄存器的第寄存器的第7位是使用頁選擇位，若置位是使用頁選擇位，若置1，頁選擇有效；若置，頁選擇有效；若置0， 則頁選擇無效。第則頁選擇無效。第0到第到第2位是頁選擇，僅當(dāng)?shù)谖皇琼撨x擇，僅當(dāng)?shù)?位（使用頁選擇位）位（使用頁選擇位） 為為1時(shí)才有效。其數(shù)值就是寄存器地址時(shí)才有效。其數(shù)值就是寄存器地址A5、A4、A3的內(nèi)容，即寄存的內(nèi)容，即寄存 器的頁號(hào)。器的頁號(hào)。 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 復(fù)用地址數(shù)據(jù)線方式下的寄存器地址復(fù)用地址數(shù)

29、據(jù)線方式下的寄存器地址 當(dāng)使用復(fù)用地址數(shù)據(jù)線方式時(shí)，地址可以采用頁模式或線性地址當(dāng)使用復(fù)用地址數(shù)據(jù)線方式時(shí)，地址可以采用頁模式或線性地址 這兩種方式。如下表：這兩種方式。如下表： 寄存器訪問寄存器訪問 方式方式 是否使用是否使用 頁選擇頁選擇 寄存器地址寄存器地址 頁模式頁模式1PageSelect2PageSelect1PageSelect0AD2AD1AD0 線性地址線性地址0AD5AD4AD3AD2AD1AD0 使用頁模式時(shí)，頁選擇寄存器的使用頁選擇位有效，頁選擇位使用頁模式時(shí)，頁選擇寄存器的使用頁選擇位有效，頁選擇位 確定頁號(hào)，復(fù)用地址數(shù)據(jù)線上的確定頁號(hào)，復(fù)用地址數(shù)據(jù)線上的AD0AD2

30、確定是該頁中的第幾個(gè)確定是該頁中的第幾個(gè) 寄存器。寄存器。MF RC500每次復(fù)位后，其頁選擇寄存器默認(rèn)值為每次復(fù)位后，其頁選擇寄存器默認(rèn)值為$80，即，即 默認(rèn)使用頁模式。默認(rèn)使用頁模式。 使用線性地址時(shí)，應(yīng)先使頁選擇寄存器的使用線性地址時(shí)，應(yīng)先使頁選擇寄存器的UsePageSelect位為位為 0，確認(rèn)不使用頁選擇模式，地址組成就是由復(fù)用地址數(shù)據(jù)線上的，確認(rèn)不使用頁選擇模式，地址組成就是由復(fù)用地址數(shù)據(jù)線上的 AD0AD5確定。確定。 18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 讀、寫讀、寫MF RC500寄存器步驟：寄存器步驟： 讀讀MF RC500寄存器的程序流程圖寄存器的程序流程圖 開始開始

31、 ALE:1ALE:10,0,鎖存無效鎖存無效 數(shù)據(jù)口地址上線數(shù)據(jù)口地址上線 NCS:1NCS:10,0,片選選中片選選中 數(shù)據(jù)口方向改為輸入數(shù)據(jù)口方向改為輸入 數(shù)據(jù)口內(nèi)部上拉數(shù)據(jù)口內(nèi)部上拉 NRD:1NRD:10,0,讀信號(hào)線有效讀信號(hào)線有效 讀數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)口讀數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)口 NRD:0NRD:01,1,讀信號(hào)線無效讀信號(hào)線無效 NCS: 0NCS: 01 1，片選無效，片選無效 ALE:0ALE:01 1，地址鎖存，地址鎖存 結(jié)束結(jié)束 初始化數(shù)據(jù)口方向?yàn)檩敵龀跏蓟瘮?shù)據(jù)口方向?yàn)檩敵?寫寫MF MF RC500寄存器的程序流程圖寄存器的程序流程圖 開始開始 ALE: 0ALE: 01 1，地址鎖存

32、，地址鎖存 地址上線地址上線 ALE:1ALE:10,0,鎖存無效鎖存無效 NCS: 1NCS: 10,0,片選選中片選選中 NWR:1NWR:10,0,寫信號(hào)線有效寫信號(hào)線有效 數(shù)據(jù)上線數(shù)據(jù)上線 NWD:0NWD:01,1,寫信號(hào)線無效寫信號(hào)線無效 NCS: 0NCS: 01 1，片選無效，片選無效 結(jié)束結(jié)束 初始化數(shù)據(jù)口方向?yàn)檩敵龀跏蓟瘮?shù)據(jù)口方向?yàn)檩敵?18.3 非接觸式IC卡讀寫設(shè)備設(shè)計(jì) 2）讀寫）讀寫RC500的的FIFO緩沖區(qū)緩沖區(qū) MF RC500內(nèi)部有內(nèi)部有64字節(jié)的字節(jié)的FIFO（First In First Out,先進(jìn)先出）先進(jìn)先出） 緩沖區(qū)，是緩沖區(qū)，是MCU與與RC50

33、0之間輸入和輸出數(shù)據(jù)流的緩存。緩沖區(qū)中之間輸入和輸出數(shù)據(jù)流的緩存。緩沖區(qū)中 數(shù)據(jù)的流向按照先進(jìn)先出的順序進(jìn)行。數(shù)據(jù)的流向按照先進(jìn)先出的順序進(jìn)行。 FIFO緩沖區(qū)的一個(gè)重要作用就是傳遞執(zhí)行緩沖區(qū)的一個(gè)重要作用就是傳遞執(zhí)行MF RC500命令時(shí)需命令時(shí)需 要的參數(shù)。當(dāng)要的參數(shù)。當(dāng)MCU啟動(dòng)一個(gè)命令操作時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)命令操作時(shí)，MF RC500到到FIFO緩沖區(qū)緩沖區(qū) 去取得執(zhí)行這個(gè)命令的參數(shù)。實(shí)際中只有一個(gè)去取得執(zhí)行這個(gè)命令的參數(shù)。實(shí)際中只有一個(gè)FIFO緩沖區(qū)，而對(duì)緩緩沖區(qū)，而對(duì)緩 沖區(qū)的訪問有讀入和取出兩個(gè)方向。沖區(qū)的訪問有讀入和取出兩個(gè)方向。 與與FIFO緩沖區(qū)狀態(tài)關(guān)系緊密的寄存器有：緩沖區(qū)狀態(tài)關(guān)系緊密的寄存器有： v FIFO緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寄存器：緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寄存器：FIFOData v FIFO緩沖區(qū)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寄存器：緩沖區(qū)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寄存器：FIFOLength v FIF