基于Mifare卡的讀寫器設計論文

1、. . . . 1 / 51工業(yè)高等?？茖W校工業(yè)高等專科學校 畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計（論文）題目題目 基于基于 MIFAREMIFARE 卡的讀寫器設計卡的讀寫器設計 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文） ，是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的. . . . 2 / 51個人或集體，均已在文中作了明確

2、的說明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導教師簽名： 日期：使用授權說明使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部容。作者簽名： 日 期：學位論文原創(chuàng)性聲明學位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作

3、品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文使用授權書學位論文使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校. . . . 3 / 51保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部分容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日工業(yè)高等專科學校工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文）任務書

4、畢業(yè)設計（論文）任務書電子信息工程電子信息工程系系 20122012 屆屆通信技術通信技術專業(yè)專業(yè)畢業(yè)設計（論文）任務書畢業(yè)設計（論文）任務書畢業(yè)設計（論文）題目基于 MIFARE 卡的讀寫器設計課題容性質(zhì)工程設計課題來源性質(zhì)教師收集的結合生產(chǎn)實際的課題設計/論文校（外）指導教師職 稱工作單位與部門聯(lián)系方式王永喜講師電子信息工程系一、題目說明（目的和意義）：MIFARE 卡讀寫器使用射頻識別技術，在 510cm 圍非接觸讀寫數(shù)據(jù)，讀寫時間不大于0.1 秒，上位機通過讀寫器完成對卡中數(shù)據(jù)的設置，三次認證機制增強系統(tǒng)的可靠性，完善的防沖突機制實現(xiàn)一機多卡功能。本系統(tǒng)被廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動

5、化和交通運輸控制管理等領域。. . . . 4 / 51二、設計（論文）要求（工作量、容）：1容(1)總體方案設計（論證）(2)MIFARE 卡設計射頻識別技術；MIFARE 卡選擇。(3)MIFARE 卡讀寫器硬件設計MCU；射頻模塊；天線；通信接口；人機界面；電源電路。(4)MIFARE 卡讀寫器軟件設計系統(tǒng)初始化程序；對卡操作程序；液晶顯示程序。2要求 (1)讀寫器與 MIFARE 卡的通信；(2 讀寫器與上位機的通信；(3)讀寫器與 MIFARE 卡通信數(shù)據(jù)的編碼與解碼；(4)讀寫器與 MIFARE 卡通信數(shù)據(jù)的加密與解密；(5)防沖突機制，實現(xiàn)一機多卡（一臺讀寫器同時識別多卡片）功能

6、；(6)人機交互，動態(tài)顯示操作信息。三、進度表日 期 容20102011 學年第一學期第十一周第十二周第十三周第十四周第十五周第十六周20102011 學年第二學期第一、二周查閱資料、總體方案論證與選擇MIFARE 卡選擇與特性參數(shù)MIFARE 卡讀寫器硬件設計MIFARE 卡讀寫器硬件設計MIFARE 卡讀寫器軟件編制設計說明書答辯完成日期答辯日期. . . . 5 / 51 四、主要參考文獻、資料、設備和實習地點與翻譯工作量：主要參考文獻、資料：1周曉光等.射頻識別(RFID)系統(tǒng)設計、仿真與應用.： 人民郵電，2008.32董麗華.RFID 技術與應用.：電子工業(yè)，2008.53 智文.

7、射頻識別技術理論與實踐.： 中國科學技術，2008.14 博.射頻電路原理與實用電路設計.：機械工業(yè)，2006.95 位永輝，篤仁.基于 MFRC500 的非接觸式 IC 卡讀寫器設計J.電子元器件應用，2007，(05).6 亮.對單片機控制非接觸式 IC 卡讀寫器模塊的討論J.南華大學學報(自然科學版)，2007，(01).7 邱麗芳.非接觸式智能 IC 卡讀寫器的設計J.儀器儀表用戶，2007，(02).指導教師簽字教研室主任簽字主管系領導簽字年 月 日年 月 日年 月 日注：本任務書要求一式兩份，一份系部留存，一份報教務處實踐教學科。. . . . 摘要摘要射頻識別技術(RFID)是一

8、種利用電磁耦合方式進行信息傳遞的新技術，它具有識別速度快，性強與無接觸式等特點，可廣泛應用于物流管理、產(chǎn)品跟蹤、門禁控制和醫(yī)院病例信息管理等領域。 在硬件電路設計中，以 STC89C52 和 RC500 分別作為讀寫器的單片機模塊和射頻模塊的核心芯片，采用串口方式讀寫器與上位機保持通信功能，然后利用串聯(lián)諧振原理設計天線電路；在軟件設計中，采用結構化程序設計方法，完成了STC89C52 與 RC500 的初始化,然后根據(jù)二進制搜索算法，編寫防沖突程序代碼，使讀寫器能夠從多卡識別出其中一以進行通信。射頻卡是隨著半導體技術的發(fā)展和社會對信息安全性要求的日益提高而出現(xiàn)的，它成功的將 IC 卡技術和射頻

9、識別技術結合起，解決了卡能量來源和信號的無線傳輸兩大難題。相對于目前廣泛應用的接觸式 IC 卡，射頻卡具有應用可靠性高、操作速度快、性能高等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。射頻卡讀寫器是射頻卡應用系統(tǒng)的關鍵部件之一，在對射頻卡系統(tǒng)的相關理論和技術進行研究的基礎上，設計了一種基于 STC89C52 單片機和 MFRC500 射頻接口芯片的高性能、低功耗射頻卡讀寫器。論文首先給出了射頻卡技術的相關基本概念并詳細介紹了Philips 公司的 MIFARE 卡。隨后詳細介紹了射頻接口芯片 MFRC500，并在此基礎上設計了讀寫器的 RF 接口電路和天線。射頻卡系統(tǒng)的通信也是論文的重點之一，對讀寫器和上位機之

10、間的串行通信協(xié)議和通信方式進行了詳細的設計。在最后給出了射頻卡讀寫器各個模塊的軟硬件設計，主要包括 MCU 主控制模塊、射頻模塊、通信模塊、存儲模塊、時鐘模塊、顯示模塊、報警模塊等。具有安全、可靠、低功耗等特點，滿足實際應用需要。關鍵詞關鍵詞：MIFARE 卡；讀寫器；MFRC500 ；射頻技術 . . . . 目錄目錄摘要摘要 I I1 1緒論緒論- - 1 1 - -1.1 研究的背景- 1 -1.2 RFID 國外發(fā)展與現(xiàn)狀- 1 -1.3 RFID 技術概念- 2 -1.3.1 RFID 技術概念- 2 -1.3.2 RFID 的分類- 2 -1.3.3 RFID 技術的基本工作原理-

11、 2 -1.4 RFID 系統(tǒng)結構- 3 -1.4.1 RFID 系統(tǒng)組成- 3 -1.4.2 RFID 的工作流程- 3 -1.5 論文的結構安排- 4 -2 2RFIDRFID 系統(tǒng)的相關理論系統(tǒng)的相關理論- - 5 5 - -2.1 MIFARE 射頻卡概述與現(xiàn)狀- 5 -2.1.1 接觸式與非接觸式 IC 卡之比較- 5 -2.1.2 非接觸卡的優(yōu)點- 5 -2.1.3 MIFARE 非接觸式 IC 卡的標準- 6 -2.1.4 非接觸射頻卡的應用前景- 6 -2.2 射頻卡的結構- 7 -2.2.1 MIFARE 卡工作原理- 7 -2.2.2 MIFARE 卡的組成與存儲結構- 8

12、 -2.2.3 MIFARE 特性- 10 -3 3MFRC500MFRC500 芯片芯片- - 1111 - -3.1 RC500 芯片的簡介- 11 -3.2 MFRC500 部結構- 11 -3.3 MFRC500 引腳說明- 12 -3.4 芯片主要特性與應用- 12 -4 4讀寫器硬件設計與制作讀寫器硬件設計與制作- - 1414 - -4.1 讀寫器總體構思- 14 -4.2 MCU 主控模塊- 14 -4.3 射頻接口模塊- 15 -4.4 天線設計部分- 16 -4.4.1 高頻濾波電路- 17 -4.4.2 天線與匹配電路- 17 -4.4.3 接收電路- 17 -4.5 電

13、源與存儲模塊- 17 -4.5.1 電源電路- 17 -4.5.2 存儲電路- 18 -4.6 時鐘與 RS-232 接口模塊- 19 -4.6.1 時鐘電路- 19 -. . . . III / 514.6.2 RS-232 接口電路- 20 -4.7 鍵盤與看門狗模塊- 20 -4.7.1 鍵盤電路- 21 -4.7.2 看門狗電路- 21 -4.8 人機交互界面模塊- 22 -4.8.1 液晶顯示電路- 22 -4.8.2 聲光示警電路- 22 -5 5讀寫器軟件系統(tǒng)設計讀寫器軟件系統(tǒng)設計- - 2424 - -5.1 主程序流程- 24 -5.2 MIFARE 卡應用程序- 24 -5

14、.2.1 MFRC500 的基本操作- 24 -5.2.1 MIFARE 卡操作程序- 25 -5.3 其它部分程序設計- 29 -5.3.1 液晶顯示程序設計- 30 -5.3.2 時鐘程序設計- 32 -5.3.3 聲光示警程序設計- 33 -結論結論- - 3434 - -致致- - 3535 - -參考文獻參考文獻- - 3636 - -附錄附錄- - 3737 - -. . . . 1緒論1.1 研究的背景RFID 是 RadioFrequencyIdentification 的縮寫，即無線射頻識別，俗稱電子標簽。最初在技術領域，應答器是指能夠傳輸信息回復信息的電子模塊，近些年，由於

15、射頻技術發(fā)展迅猛，應答器有了新的說法和含義，又被叫做智能標簽或標簽。RFID 電子電梯合格證的閱讀器（讀寫器）通過天線與 RFID 電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和存數(shù)據(jù)的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以與閱讀器天線。RFID 射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID 是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器（或 閱讀器）和很多應答器

16、（或標簽）組成。 本文提出了一種基于 MFRC500 的 MIFARE 卡讀寫器設計方案，MIFARE 卡讀寫器使用射頻識別技術，在510cm 圍非接觸讀寫數(shù)據(jù)，讀寫時間不大于 0.1 秒，上位機通過讀寫器完成對卡中數(shù)據(jù)的設置，三次認證機制增強系統(tǒng)的可靠性，完善的防沖突機制實現(xiàn)一機多卡功能。采用STC89C52 對 MFRC500 的控制，實現(xiàn)對 MIFARE 卡的讀寫操作。本系統(tǒng)具有體積小巧，功耗低，通信可靠穩(wěn)定等特點。1.2 RFID國外發(fā)展與現(xiàn)狀RFID 技術的發(fā)展可按 10 年期劃分如下：19411950 年，雷達的改進和應用催生了 RFID 技術，1948 年奠定了 RFID 技術的

17、理論基礎。19511960 年，早期 RFID 技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。19611970 年，RFID 技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。19711980 年，RFID 技術與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種 RFID 技術測試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的射頻識別應用。19811990 年，RFID 技術與產(chǎn)品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出現(xiàn)。19912000 年，RFID 技術標準化問題同趨得到重視，RFID 產(chǎn)品得到廣泛應用，逐漸成為人們生活中的一部分。2001 年至今，RFID 產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽與半導體無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標

18、簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。RFID 技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的 RFID 正在成為現(xiàn)實。從全球的圍看，美國已經(jīng)在 RFID 標準的建立、相關軟硬件技術的開發(fā)與應用領域走. . . . - 2 - / 51在了世界的前列；在射頻識別技術的應用方面，歐洲與美國基本處于同一階段；日本雖然己經(jīng)提出 UID 標準，但主要得到的是本國廠商的支持，如要成為國際標準還有很長的路要走；在國 RFID 技術的重要性得到了加強，政府給予了高度重視。隨著 RFID 技術的重要性日益體現(xiàn)，我國政府也希望在這項技術上有所創(chuàng)新。

19、1993 年，我國提出“金卡工程” ，是一個以電子貨幣應用為重點的各類卡應用系統(tǒng)工程。2004 年 2月，我國國家標準化管理委員會宣布成立“電子標簽(RFID)”國家標準工作組，負責起草、指定我國有關“電子標簽”的國家標準。2006 年 6 月中國射頻識別(RFID)技術政策白皮書在發(fā)布，該白皮書為 RFID 技術與產(chǎn)業(yè)未來幾年的發(fā)展提供了系統(tǒng)性的指南。2006 年 10 月 863 計劃投入經(jīng)費一億兩千八百萬人民幣用于射頻識別技術與應用。1.3 RFID技術概念1.3.1 RFID技術概念RFID 射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無

20、須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID 是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器(或閱讀器)和很多應答器(或標簽)組成。1.3.2RFID的分類RFID 按應用頻率的不同分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)、微波(MW)，相對應的代表性頻率分別為：低頻 135KHz 以下、高頻 13.56MHz、超高頻 860M960MHz、微波2.4G。RFID 按照能源的供給方式分為無源 RFID，有源 RFID，以與半有源 RFID。無源 RFID讀寫距離近，價格低；有源

21、RFID 可以提供更遠的讀寫距離，但是需要電池供電，成本要更高一些，適用于遠距離讀寫的應用場合。1.3.3RFID技術的基本工作原理RFID 技術的基本工作原理并不復雜：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽） ，或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽） ，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。 一套完整的 RFID 系統(tǒng)， 是由閱讀器(Reader)與電子標簽(TAG)也就是所謂的應答器(Transponder)與應用軟件系統(tǒng)三個部份所組

22、成， 其工作原理是 Reader 發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給 Transponder， 用以驅動 Transponder 電路將部的數(shù)據(jù)送出，此時 Reader 便依序接收解讀數(shù)據(jù)， 送給應用程序做相應的處理。以 RFID 卡片閱讀器與電子標簽之間的通訊與能量感應方式來看大致上可以分成：感應耦合(Inductive Coupling) 與后向散射耦合(Backscatter Coupling)兩種。 一般低頻的 RFID 大都采用第一種式，. . . . - 3 - / 51而較高頻大多采用第二種方式。 閱讀器根據(jù)使用的結構和技術不同可以是讀或讀/寫裝置，是 RFID 系統(tǒng)信息控制和處理中

23、心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應答器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源應答器提供能量和時序。在實際應用中，可進一步通過 Ethernet 或 WLAN 等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理與遠程傳送等管理功能。應答器是 RFID 系統(tǒng)的信息載體，目前應答器大多是由耦合原件（線圈、微帶天線等）和微芯片組成無源單元。 1.4 RFID系統(tǒng)結構1.4.1RFID系統(tǒng)組成RFID 系統(tǒng)在具體的應用過程中，根據(jù)不同的應用目的和應用環(huán)境，RFID 系統(tǒng)的組成會有所不同，但從 RFID 系統(tǒng)的工作原理來看，系統(tǒng)一般都由信號發(fā)射機、信號接收機、發(fā)

24、射接收天線幾部分組成。 （1）信號發(fā)射機在 RFID 系統(tǒng)中，信號發(fā)射機為了不同的應用目的，會以不同的形式存在，典型的形式是標簽（TAG）。標簽相當于條碼技術中的條碼符號，用來存儲需要識別傳輸?shù)男畔?，另外，與條碼不同的是，標簽必須能夠自動或在外力的作用下，把存儲的信息主動發(fā)射出去。標簽一般是帶有線圈、天線、存儲器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。 （2）信號接收機在 RFID 系統(tǒng)中，信號接收機一般叫做閱讀器。根據(jù)支持的標簽類型不同與完成的功能不同，閱讀器的復雜程度是顯著不同的。閱讀器基本的功能就是提供與標簽進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?。另外，閱讀器還提供相當復雜的信號狀態(tài)控制、奇偶錯誤校驗與更正功能等。標簽中

25、除了存儲需要傳輸?shù)男畔⑼?，還必須含有一定的附加信息，如錯誤校驗信息等。識別數(shù)據(jù)信息和附加信息按照一定的結構編制在一起，并按照特定的順序向外發(fā)送。閱讀器通過接收到的附加信息來控制數(shù)據(jù)流的發(fā)送。一旦到達閱讀器的信息被正確的接收和譯解后，閱讀器通過特定的算法決定是否需要發(fā)射機對發(fā)送的信號重發(fā)一次，或者知道發(fā)射器停止發(fā)信號，這就是“命令響應協(xié)議”。使用這種協(xié)議，即便在很短的時間、很小的空間閱讀多個標簽，也可以有效地防止“欺騙問題”的產(chǎn)生。 （3）天線是標簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。在實際應用中，除了系統(tǒng)功率，天線的形狀和相對位置也會影響數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收，需要專業(yè)人員對系統(tǒng)的天線進行設計、安

26、裝。1.4.2 RFID的工作流程閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當射頻卡進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過卡置發(fā)送天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進行解調(diào)和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進行相關處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號控制. . . . - 4 - / 51執(zhí)行機構動作。 在耦合方式(電感-電磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、從射頻卡到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸方法(負載調(diào)制、反向散射、高次諧波)以與頻率圍等

27、方面，不同的非接觸傳輸方法有根本的區(qū)別，但所有的閱讀器在功能原理上，以與由此決定的設計構造上都很相似，所有閱讀器均可簡化為高頻接口和控制單元兩個基本模塊。高頻接口包含發(fā)送器和接收器，其功能包括：產(chǎn)生高頻發(fā)射功率以啟動射頻卡并提供能量；對發(fā)射信號進行調(diào)制，用于將數(shù)據(jù)傳送給射頻卡；接收并解調(diào)來自射頻卡的高頻信號。不同射頻識別系統(tǒng)的高頻接口設計具有一些差異。 1.5 論文的結構安排基于此背景，本論文針對 MIFARE 射頻卡的特點，采用 Philips 公司支持lSOIEC14443A 近耦合協(xié)議的最新通用射頻集成電路 MFRC500 設計了一款射頻卡讀寫器。共分為五章容，整體框架結構安排如下：第一

28、章是緒論，闡述了本課題研究的的背景和意義并介紹了 RFID 技術的基本工作原理和系統(tǒng)結構。第二章是 RFID 的相關理論，闡述了射頻卡的基本概念與理論，重點介紹了 MIFARE射頻卡的特點、工作原理、存儲結構與存儲控制。第三章是 MFRC500 芯片，闡述了所采用的射頻接口芯片 MFRC500 的特性、部結構與主要引腳描述。第四章是讀寫器硬件系統(tǒng)設計與制作，提出了射頻卡讀寫器的核心部分的即硬件電路系統(tǒng)，包括 MCU 主控制模塊、射頻模塊、讀寫器天線、存儲模塊時鐘模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、通訊模塊與聲光報警模塊，并在其間簡單描述了鍵盤的通信協(xié)議。第五章是讀寫器軟件系統(tǒng)設計，給出了硬件相關模塊的軟

29、件設計與操作方法，并著重闡述了讀寫器對射頻卡的軟件操作流程。最后對該論文做總結，給出結論、致、附錄與參考文獻。. . . . 2RFID系統(tǒng)的相關理論2.1 MIFARE射頻卡概述與現(xiàn)狀MIFARE 卡是目前世界上使用量最大、技術最成熟、性能最穩(wěn)定、存容量最大的一種感應式智能 IC 卡。而傳統(tǒng)的射頻卡則誕生于 20 世紀 90 年代，也叫非接觸式 IC 卡是隨射頻識別技術與 IC 卡技術的結合而出現(xiàn)的，自出現(xiàn)以來就成為這兩種技術的重要發(fā)展方向。當卡片靠近讀寫器表面時即可完成對卡中數(shù)據(jù)的讀寫操作，成功地解決了無源和免接觸這一難題，是電子器件領域的一項重大突破。MIFARE 卡主要芯片有 Phil

30、ips MIFARE1 S50、 S70 等。國目前出現(xiàn)了 MIFARE 卡的兼容產(chǎn)品，但性能稍遜一籌。2.1.1接觸式與非接觸式IC卡之比較項目接觸式 IC 卡非接觸式 IC 卡Memory 容量大多種選擇安全性高高Chip 來源廣廣本土化能力已可已量產(chǎn)成本貴非常貴一卡多用無用途非常廣泛Access 速度較慢快速 0.1 秒使用壽命長10 年表 2-1：接觸式與非接觸式 IC 卡之比2.1.2非接觸卡的優(yōu)點與接觸式相比較,非接觸式卡具有以下優(yōu)點：（1）可靠性高 非接觸式與讀寫器之間無機械接觸,避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障，例如：由于粗暴插卡，非卡外物插入，灰塵或油污導致接觸不良造成的故

31、障。 此外，非接觸式卡表面無裸露芯片，無須擔心芯片脫落，靜電擊穿，彎曲損壞等問題，既便于卡片印刷，又提高了卡片的使用可靠性。（2）操作方便 由于非接觸通訊，讀寫器在 10CM 圍就可以對卡片操作，所以不必插撥卡，非常方便用戶使用。非接觸式卡使用時沒有方向性，卡片可以在任意方向掠過讀寫器表面，既可完成操作，這大大提高了每次使用的速度。（3）防沖突 非接觸式卡中有快速防沖突機制，能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此，讀寫器可. . . . - 6 - / 51以“同時”處理多非接觸式。這提高了應用的并行性，無形中提高系統(tǒng)工作速度。（4）可以適合于多種應用 非接觸式卡的序列號是唯一的，制造廠家在產(chǎn)品出廠

32、前已將此序列號固化，不可再更改。非接觸式卡與讀寫器之間采用雙向驗證機制，即讀寫器驗證的合法性，同時也驗證讀寫器的合法性。非接觸式卡在處理前要與讀寫器之間進行三次相互認證，而且在通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都加密。此外，卡中各個扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問條件。 接觸式卡的存儲器結構特點使它一卡多用,能運用于不同系統(tǒng)，用戶可根據(jù)不同的應用設定不同的密碼和訪問條件。 （5）加密性能好 非接觸式由 IC 芯片， 感應天線組成， 并完全密封在一個標準 PVC 卡片中， 無外露部分。非接觸式的讀寫過程，通常由非接觸型與讀寫器之間通過無線電波來完成讀寫操作。 非接觸型本身是無源體，當讀寫器對卡進行讀寫操作時， 讀

33、寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與其本身的 L/C 產(chǎn)生諧振， 產(chǎn)生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結合數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)、修改、存儲等，并返回給讀寫器。由非接觸式所形成的讀寫系統(tǒng)， 無論是硬件結構， 還是操作過程都得到了很大的簡化，同時借助于先進的管理軟件，可脫機的操作方式， 都使數(shù)據(jù)讀寫過程更為簡單。2.1.3 MIFARE非接觸式IC卡的標準1、長寬厚合乎國際信用卡規(guī)格 ISO10536 標準。2、記憶體 1024 bytes，分 16 軌，可針對需求規(guī)劃各軌用途，達到一卡多工的目的。3、卡片壽命十年或重寫十萬次。單位使用成本較其他接觸

34、式卡片低廉。4、讀取距離依需求可分 2.5 CM、10 CM 兩種規(guī)格。5、每卡片設單一序號，無法仿冒。6、作業(yè)環(huán)境：-2050。7、電源供應方式：無須電池，采無線電波供應式（passivetype） 。8、資料傳輸速度：106k bit/sec。9、建頻率 13.56MHZ 無線電訊天線。10、建記憶晶片（E2 EEPROM）2.1.4 非接觸射頻卡的應用前景由于有比接觸式 IC 卡更多的優(yōu)點，在未來卡片應用市場發(fā)展性上，是非常樂觀的。目前非接觸式 IC 止的領導品牌是 Philips 的 MIFARE 系列產(chǎn)品，該項技術已授權給Siemens 等 3-4 家，如能藉由半導體制程的提升和大量

35、使用，售價降價空間很大。非接觸. . . . - 7 - / 51式 IC 卡大多應用在交通工具儲值卡或大型民營機構部使用的儲值卡停車與門禁考勤管理和大型會議報到卡。2.2 射頻卡的結構MIFARE 射頻卡的核心是 Philips 公司推出的一種射頻雙界面卡技術的 MIFARE 1 IC S50 系列微晶片，它確定了卡片的特性以與卡片讀寫器的諸多性能，目前占據(jù)世界射頻卡市場 80的份額。2.2.1 MIFARE卡工作原理卡片由一個卷繞天線和特定用途集成電路模塊組成。其中，模塊由一個高速(106KB波特率)的 RF 接口。一個控制單元和一個 8K 位 E2PROM 組成。讀寫器向 MF1 卡發(fā)出

36、一組固定頻率(13.56MHZ)的電磁波，卡片有一個 LC 串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率一樣，在電磁波的激勵下，LC 諧振電路產(chǎn)生共振，從而使諧振電容有了電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容的電荷送到模塊存儲電容儲存，當所積累的電荷達到 2V 以上時，此電容可作為電源向模塊電路提供工作電壓，將卡數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器的數(shù)據(jù)。射頻卡由耦合元件與微電子芯片組成，沒有供電電源，它的能量、時鐘脈沖以與數(shù)據(jù)都是通過耦合單元由讀寫器提供，并回送信息給讀寫器。L1為讀寫器 PCD 發(fā)送天線，L2 是射頻卡 PICC 的天線，其耦合系數(shù)（L1、L221LLMK 為兩個線圈的自

37、感系數(shù)，M 為互感系數(shù)） ，其耦合回路電路如圖 2-1 所示。L1L2PCDPICC負載電阻線圈電阻圖 2-1： 耦合回路等效電MIFARE 射頻卡由天線和 ASIC（專用集成電路）組成，天線是只有幾組繞線的線圈，卡上的 ASIC 由一個高速（波特率 106kbits）的 RF 接口，一個控制單元和一個 8K 位EEPROM 組成。讀寫器向射頻卡發(fā)送一組固定頻率的電磁載波，卡片有一個 LC 串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)送的頻率一樣，在電磁波的激勵下，LC 諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容產(chǎn)生電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容的電荷送到另一個電容存儲，當所積累的電荷達到 2

38、V 時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器的數(shù)據(jù)。. . . . - 8 - / 512.2.2MIFARE卡的組成與存儲結構在整個卡射頻片包含了兩個大的部分，RF 射頻接口電路和數(shù)字電路部分。其功能結構框圖如圖 2-2 所示。1RF 射頻接口電路在 RF 射頻接口電路中，主要包括有波形轉換模塊，它可將讀寫器發(fā)出的 13.56MHz的無線載波調(diào)制頻率接收，一方面送調(diào)制解調(diào)模塊，另一方面進行波形轉換，將正弦波轉換為方波，然后對其整流濾波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對電壓進行進一步的處理，最終輸出供給卡片上的各電路使用。2數(shù)字電路部分模塊數(shù)字電路部分模塊主要由 ATR 模塊（

39、AnswertoRequest（請求應答） ） 、Anticollision 模塊（防沖撞功能） 、Select Application 模塊（選卡功能） 、Authentjation&Access Control 模塊（認證與存取控制模塊） 、ControlArithmetic Unit（控制與算術運算單元） 、ROM/RAM 單元、Crypto Unit（數(shù)據(jù)加密單元）和 EEPROM INTERFACE/EEPROM MEMORY（存儲器與其接口電路）組成。3存儲結構MF1 卡分為 16 個扇區(qū)，每區(qū)有 4 塊(塊 0塊 3)，共 64 塊，按塊號編址為 063。第 0 扇區(qū)的塊

40、 0(即絕對地址塊 0)用于存放芯片商，卡商相關代碼，已經(jīng)固化不可更改。其他各扇區(qū)的塊 0，塊 1，塊 2 為數(shù)據(jù)塊，用于存貯用戶數(shù)據(jù)；塊 3 為各扇區(qū)控制塊，用于存放密碼 A，存取控制條件設置，密碼 B。各區(qū)控制塊結構一樣，如下所示：字節(jié)號0 1 2 3 4 56 7 8 910 11 12 13 14 15控制值FF FF FF FF FF FF FF07 80 69FF FF FF FF FF FF各區(qū)控制塊3 結構說明密碼 A(05 字節(jié))存取控制(69 字節(jié))密碼 B(1015 字節(jié))表 2-2 各區(qū)控制塊結構圖 2-2 MIFARE1 S50 射頻卡的功能結構MIFARE 1 S5

41、0 CARD IC RF-Interface射頻接口電路數(shù)字電路波形轉換正波方波整流電壓調(diào)節(jié)調(diào)制解調(diào)ROR(復位)EEPORATRAnticollisionSelectApplicationAuthenticationAccess ControlControlArithm.UnitRAMROMCrypto UnitEE接口 EE存儲器. . . . - 9 - / 51S50 射頻卡為 10248bit 的 EEPROM 存儲器被分成 16 個區(qū)，每個扇區(qū)由 4 塊（塊0、塊 1、塊 2、塊 3）組成，也將 16 個扇區(qū)的 64 個塊按絕對地址編號為 063，其結構如表 2-3 所示。塊 0數(shù)

42、據(jù)塊0塊 1數(shù)據(jù)塊1塊 2數(shù)據(jù)塊2扇區(qū) 0塊 3密碼 A 存儲控制 密碼 B控制塊3塊 0數(shù)據(jù)塊4塊 1數(shù)據(jù)塊5塊 2數(shù)據(jù)塊6扇區(qū) 1塊 3密碼 A 存儲控制 密碼 B控制塊7 塊 0數(shù)據(jù)塊60塊 1數(shù)據(jù)塊61塊 2數(shù)據(jù)塊62扇區(qū) 15塊 3密碼 A 存儲控制 密碼 B控制塊63表 2-3 存儲結構表0 扇區(qū)的塊 0（即絕對地址 0 塊） ，它用于存放廠商代碼，己經(jīng)固化，不可更改。扇區(qū)的塊 0、塊 1、塊 2 為數(shù)據(jù)塊，可用于存儲數(shù)據(jù)的兩種應用：一是用作一般的數(shù)據(jù)保存可以進行讀、寫操作；二是用作數(shù)據(jù)值可以進行初始化值、加值、減值、讀值等操作。扇區(qū)的塊 3 為控制塊，包括密碼 A、存取控制、密碼

43、 B。扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨立的，可以根據(jù)實際需要設定各自的密碼與存取控制。在存取控制中每個塊都有相應的三個控制位，控制位在每個扇區(qū)的塊 3 中，其控制塊結構如表 2-4 所示。A0 A1 A2 A3 A4 A5FF 07 08 09B0 B1 B2 B3 B4 B5密碼 A（6 字節(jié)）存取控制（4 字節(jié)）密碼 B（6 字節(jié)）表 2-4 控制塊結構4控制屬性：每個扇區(qū)的用戶密碼和存取控制條件都是獨立設置的，可以根據(jù)實際需要設定各自的密碼與存取控制。在存取控制中，每個塊都有三個控制位相對應，用以決定某數(shù)據(jù)塊或控制塊的讀寫條件，定義為：“CXxy” ，見表 5 所示。 其中 CX 代表每塊控制

44、位號(C1C3)，x 代表某塊所屬扇區(qū)號(015)， y 代表該扇區(qū)某塊號。例如 C1x2 即為 x 扇區(qū)塊 2 的第 1 控制位，依此類推。各扇區(qū)數(shù)據(jù)塊 0塊 2 的三個控制位以正反兩種形式存在于塊 3 的存取控制字節(jié)中，它決定了該塊的訪問權限(例如進行減值與初始化值操作必須驗證 KEY A，進行加值操作. . . . - 10 - / 51必須驗證 KEY B，等等)。三個控制位在存取控制字節(jié)(69 字節(jié))中的權限如下(陰影區(qū)的存取控制為廠商初始值；字節(jié) 9 為備用字節(jié)，默認值為 69)： 塊 0C1x0C2x0C3x0用戶數(shù)據(jù)塊，(0 區(qū) 0 塊除外)塊 1C1x1C2x1C3x1用戶數(shù)

45、據(jù)塊塊 2C1x2C2x2C3x2用戶數(shù)據(jù)塊塊 3C1x3C2x3C3x3密匙存取控制塊表 2-5 控制位定義C1xy C2xy C3xy讀寫加值減值，初始化0 0 0KeyA|BKeyA|BKeyA|BKeyA|B0 1 0KeyA|BNeverNeverNever1 0 0KeyA|BKeyBNeverNever1 0 0KeyA|BKeyBKeyBKeyA|B0 0 1KeyA|BNeverNeverKeyA|B0 1 1KeyBKeyBNeverNever1 0 1KeyBNeverNeverNever1 1 1NeverNeverNeverNever表 2-7 數(shù)據(jù)塊的存取控制權限(

46、x=015 扇區(qū)； y=塊 0，塊 1，塊 2)2.2.3MIFARE特性容量為 8K 位 EEPROM；分為 16 個扇區(qū)，每個扇區(qū)為 4 塊，每塊 16 個字節(jié)，以塊為存取單位；每個扇區(qū)有獨立的一組密碼與訪問控制；每卡有唯一序列號，為 32 位；具有防沖突機制，支持多卡操作；無電源，自帶天線，含加密控制邏輯和通訊邏輯電路；工作溫度：-2050；工作頻率為 13.56MHZ；通信速率為 106KBPS；讀寫距離可達100mm(與讀寫器以與卡天線尺寸有關)；數(shù)據(jù)保存期為 10 年，可改寫 10 萬次，讀不限次。. . . . - 11 - / 51. . . . 3MFRC500芯片3.1 R

47、C500芯片的簡介不同類型的非接觸 IC 卡，由于采用的通信協(xié)議不同，相應的射頻讀寫芯片也不同，如表 3-1 所示。目前在中國的市場上，非接觸式 IC 卡主要的廠商有：中國的華虹、復旦微電子、以與荷蘭 Philips、瑞士 LEGIC、法國意法半導體（ST） 、日本索尼等，其中基于 Philips 公司 MIFARE 芯片的產(chǎn)品在市場上占有絕對的優(yōu)勢。鑒于國市場上 MIFARE 芯片卡應用廣泛，我們采用 Philips 公司生產(chǎn)的射頻處理基站芯片。MFCM 200 與 MFCM 500是第一代 MIFARE 讀寫器模塊，現(xiàn)已停產(chǎn)，Philips 新推出的集成化單顆射頻基站芯片 RC系列是 CM

48、 模塊系列的替代產(chǎn)品，且性能更穩(wěn)定、功耗更低、應用更靈活、價格更低廉。名稱通信速率電源支持協(xié)議接口類型最大讀寫距離MF RC531可達848Kbps5VISO/IEC 14443A&B并行、SPI100mmMF RC530可達848Kbps5V、3.3VISO/IEC 14443A并行、SPI100mmMFRC500106Kbps5VISO/IEC 14443A并行100mmMFCM 500106 Kbps5VISO/IEC 14443A并行100mmMFCM 200106 Kbps5VISO/IEC 14443A并行25mm表 3-1MIFARE 讀寫器芯片本方案選用 MFRC500

49、 射頻讀寫芯片來進行讀寫模塊的設計。MFRC500 的性價比最高，市場應用最為廣泛，購買也最方便，且部有高集成的調(diào)制解調(diào)模塊，部發(fā)射器可直接驅動基于 13.56MHz 的非接觸式天線，最大距離可達 10cm。3.2 MFRC500部結構MFRC500 的部EEPROM 分為四個部分，分別用于存放產(chǎn)品的信息，啟動寄存器初始化文件，寄存器初始化文件，Cryptol 密匙區(qū)。同時還有8*64 位的FIFO 緩沖區(qū)，它緩沖微處理器和MFRC500 之間輸入和輸出的數(shù)據(jù)流。MFRC500 部有完善的中斷系統(tǒng)，其中包括部定時器中斷、發(fā)送器中斷、CRC 效驗中斷、E2PROM 中斷、接收器中斷、命令寄存器中

50、斷、FIFO 緩沖區(qū)的空和滿中斷等等，相關的中斷源都可以通過IRQ 腳上的信號觸發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，這就使微處理器的軟件更為有效。MFRC500 部有一個定時器，它由片13.56MHz 時鐘驅動。微處理器可使用該時鐘管理與定時有關的任務。定時器單元可配置為以下幾種方式之一：超時計數(shù)器、看門狗、停止監(jiān)視、可編程單次觸發(fā)、周期觸發(fā)等。MFRC500 支持 ISO14443A 所有的層，模擬電路部分含射頻發(fā)送器和接收器。發(fā)送器不. . . . - 13 - / 51需要增加有源電路就可以直接驅動工作，接收器對來自符合 ISO 14443A 協(xié)議的卡的信號進行解調(diào)、譯碼。MFRC500 的 8 位并行

51、微控制器接口可自動檢測連接的接口類型，它包括一個雙向 FIFO 緩沖區(qū)和一個可設置的中斷輸出。方便的并行接口可與各種 8 位微處理器直接連接，給讀寫卡器終端的設計提供了極大的靈活性。數(shù)據(jù)處理部分則主要進行ISO14443A 幀的封裝和錯誤檢測（支持 CRC 校驗和奇偶校驗） 。通過狀態(tài)和控制部分可以對芯片進行配置，以適應環(huán)境并使芯片性能調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。3.3 MFRC500引腳說明MFRC500 共有 32 個引腳可以分為以下幾類。（1）電源類引腳 EMC 特性和信號解耦方面達到最佳性能，器件使用 3 個獨立的電源：TVDD，TVSS（6 腳，8 腳）：天線驅動部分的單獨電源。AVDD，AVS

52、S（26 腳，28 腳）：模擬部分的單獨電源。 DVDD，DVSS（25 腳，12 腳）：數(shù)字部分的單獨電源。（2）天線引腳 TX1，TX2（5 腳，7 腳）：發(fā)送器引腳。MFRC500 通過 TX1 和 TX2 發(fā)送 13.56MHz 的能量載波。RX（29 腳）：模擬天線輸入信號。VMID（30 腳）：天線部分的部參考電壓。 （3）復位引腳 RSTPD（31 腳）：禁止部電流源和時鐘，并使 MFRC500 從微控制器總線接口脫開。當出現(xiàn)一個從高到低的電平跳變時 RC500 復位，即當該引腳為高時，RC500停止工作；為低電平，RC500 才能正常工作。如果 RSTPD 置位，則 MFRC5

53、00 執(zhí)行上電時序。（輔助管腳可選擇部信號驅動該管腳 AUX，作為設計和測試之用。 ）（4）晶振引腳 OSCIN，OSCOUT（1 腳，32 腳）：晶振的輸入、輸出引腳。電源振蕩器緩沖輸出 13.56MHz 晶振通過快速片緩沖區(qū)連接到 OSCIN 和 OSCOUT，如果器件采用外部時鐘，可從 OSCIN 輸入。（5）串行接口 MFIN，MFOUT（3 腳，4 腳）：MIFARE 接口輸入、輸出引腳。（6）并行接口 MFRC500 有 16 個引腳用于控制并行接口：AD0AD7（13 腳至 20 腳）：8 位雙向數(shù)據(jù)總線（也可復用為地址線） 。A0A2（22 腳至 24 腳）：地址線輸入。NCS

54、（9 腳）：片選信號，選擇 RC500 的并行微控制器接口。輸入高電平有效。NWR（10 腳）：寫信號線，輸入低電平有效。NRD（11 腳）：讀信號線，輸入，低電平有效。ALE（21 腳）：地址鎖存允許引腳，輸入，高電平有效。IRQ（2 腳）：中斷請求引腳，當有中斷事件發(fā)生時產(chǎn)生中斷信號。輸出高電平有效。3.4 芯片主要特性與應用該芯片的主要特性有：. . . . - 14 - / 51（1）高集成度模擬電路用于射頻卡應答信號的解調(diào)和解碼；（2）緩沖輸出驅動器使用最少數(shù)目的外部元件連接到天線；（3）支持 ISOIEC 14443A 國際標準；（4）支持 MIFARE 雙界面卡和 MIFARE

55、典型協(xié)議；（5）支持波特率高達 424 kHz 的通信速率；（6）靈活的中斷處理與可編程定時器；（7）近距離操作可達 100mm；（8）帶低功耗的硬件復位和軟件實現(xiàn)掉電模式；（9）并行微處理器接口帶有部地址鎖存和 IRQ 線；（10）自動檢測微處理器并行接口的類型；（11）64 Byte 發(fā)送和接收 FIFO 緩沖區(qū)；（12）面向位和字節(jié)的幀；（13）唯一的序列號，可靠的部非易失性加密存儲器；（14）連接到 13.56MHz 晶振上的部振蕩緩沖器具有優(yōu)化的低相位去抖動；（15）在近距離應用中，發(fā)送器采用電壓 3.3V5V；MFRC500 適用于各種基于 ISOIEC 14443A 標準，主要應

56、用于要求低成本、小尺寸、高性能以與單電源的非接觸式通信的應用場合：計量、公共交通終端、手持終端、板上單元、非接觸式 PC 終端、非接觸式公用等。. . . . 4讀寫器硬件設計與制作4.1 讀寫器總體構思讀寫器的硬件從功能上來劃分大致可分為幾個模塊，包括 MCU 主控制模塊、天線、射頻接口模塊、儲存模塊、時鐘模塊、顯示模塊、聲光報警模塊等，其結構框圖如圖 4-1 所示。讀卡器用 STC89C52RC 作為單片機主控制器。單片機控制 MFRC500 驅動天線對 MIFARE卡進行讀寫操作，SED1520 作顯示驅動器驅動 LCD 液晶顯示器，PS2 總線作為通用編碼鍵盤接口， LCD 顯示器與聲

57、光報警作為人機交互接接口，MAX232 作串口信號轉換把數(shù)據(jù)傳給上位機。射頻芯片MF RC500聲光報警電路存儲器FM24C16時鐘控制DS2302鍵盤接口電路看門狗復位電路LCD顯示驅動電路RS232接口電路STC89C52 單片機圖 4-1 硬件系統(tǒng)組成4.2 MCU主控模塊圖 4-2 主控電路. . . . - 16 - / 51MCU 主控電路是射頻卡讀寫器的核心部分，主要負責系統(tǒng)上電后對各個模塊的初始化、控制通信模塊完成與上位機進行串行數(shù)據(jù)通信、控制顯示模塊顯示數(shù)據(jù)、聲光報警、控制射頻模塊通過天線完成對射頻卡的各種操作等，保證系統(tǒng)能夠有序、穩(wěn)定的工作，其主控電路如圖 4-2 所示。在

58、單片機選型的過程中主要考慮了單片機的計算速度、處理能力、穩(wěn)定性、定時器和中斷資源、片集成的 ROM 大小等因數(shù)。從眾多的八位微處理器中選擇了意法半導體公司（STMicroelectronics）的 STC89C52RC 單片機作為系統(tǒng)的 MCU，它是 MCS.51 單片機的擴展型號，其指令與 MCS.51 系列單片機完全兼容，是目前所有部集成 Flash 存儲器產(chǎn)品中功耗最低的一種。STC89C52RC 置 15K 的 Flash 存儲器和 512 字節(jié) RAM，具有 3 個 16 位計數(shù)器和一個標準的串行通信口，支持 ISP 程序下載，方便程序的調(diào)試，此外它還具有良好的溫度特性、穩(wěn)定性和性價

59、比。4.3 射頻接口模塊射頻接口模塊主要包括 RF 接口電路，在第二章簡單的介紹了 RF 接口電路在 RF 射頻接口電路中，其結構框圖如圖 4-3 所示。射射頻頻接接口口電電路路部部分分功功率率放放大大上上變變頻頻和和帶帶通通濾濾波波ASK反反向向調(diào)調(diào)制制接接收收電電路路發(fā)發(fā)送送部部分分靜靜電電保保護護時時鐘鐘產(chǎn)產(chǎn)生生電電源源產(chǎn)產(chǎn)生生電電路路穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電路路包包絡絡產(chǎn)產(chǎn)生生檢檢波波電電路路復復位位電電路路控控制制部部分分EEPROM微微處處理理器器編編解解碼碼電電路路公公共共電電路路部部分分圖 4-3 RF 接口電路框主要包括有波形轉換模塊，它可將讀寫器發(fā)出的 13.56MHz 的無線載波調(diào)制

60、頻率接收，一方面送調(diào)制解調(diào)模塊，另一方面進行波形轉換，將正弦波轉換為方波，然后對其整流濾波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對電壓進行進一步的處理，最終輸出供給卡片上的各電路使用。在第三章介紹了 MFRC500 芯片相關資料，根據(jù)其寄存器的設定對發(fā)送數(shù)據(jù)進行調(diào)制得到發(fā)送的信號，通過由天線驅動引腳 TX1 和 TX2 驅動的天線以 13.56MHz 的電磁波形式發(fā)送出去，在其射頻圍的非接觸卡采用 RF 場的負載調(diào)制進行響應。天線接收到卡片的響. . . . - 17 - / 51應信號經(jīng)過天線匹配電路送到 MFRC500 的接收引腳 RX，芯片部的接收器對接收信號進行解調(diào)、譯碼，并根據(jù)寄存器的設定進行處理，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接