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- MF-RC500 完全的集成13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方法和协定，是一种先辈的集成式射频芯片，本文设计一种基于MF-RC500 的射频卡读写体系，体系主控制器采取具有超低功耗特点的MSP430 系列微控制器。 摘要：MF-RC500 完全的集成13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方法和协定，是一种先辈的集成式射频芯片，本文设计一种基于MF-RC500 的射频卡读写体系，体系主控制器采取具有超低功耗特点的MSP430 系列微控制器。起首根据体系框图设计硬件电路体系，设计了MSP430f1232 与MF-RC500 的接口以及天线和EMC 回路；别的设计了体系初始移动支付平台化法度榜样及射频卡处理法度榜样。该体系可读写Mifare Pr
o、Mifare One、Mifare Light 等射频卡，具有必定的通用性。
MF-RC500 是由Philips 公司开辟支撑ISO14443A 所有的层的集成式射频芯片，应用于载波频率13.56MHz 的射频通信高集成读卡器中，芯片应用了先辈的调制解调技巧，完全的集成了13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方法和协定。MSP430f1232 是TI 公司开辟的特低功耗微控制器，在 MSP430 系列微控制器中，体系各个模块美满是自力运行的，准时器、A/ D 转换器、看门狗、液晶显示器等都可以在主CPU 休眠的状况下自力运行，当须要主CPU 工作时任何一个模块都可以经由过程中断唤醒CPU ，从而使体系以最低功耗运行，这是MSP430 系列微控制器最凸起的长处也是与其他单片机的最大年夜的差别。本文采取超低功耗微控制器MSP430f1232 结合MF-RC500 设计了一种低功耗射频卡读写体系，射频卡读写体系由微控制器、射频芯片、天线、数据存储器、液晶显示屏以及RS485 通信模块构成。可由图1表示为：
图1 体系框图
微控制器MSP430f1232 控制射频芯片MF-RC500 驱动天线对近距离Mifare One 进行读写操作，返回数据后由控制器将数据写入数据存储器或直接传输至PC 机并驱动液晶显示屏显示相干信息，达到必定命据量后再经由过程RS485 将数据传输至PC 机，用于存储、分析。体系中数据存储器采取Microchip 公司开辟的32 Kb SPI 串行EEPROM 芯片25AA320A，该芯片具有快捷的字节级和页面级擦写功能，速度可达10 MHz 的数据存取时光，并保持100万次擦除/写入的高度耐用性及业界领先的200 年保存时光，便利的SPI 口可直接与微控制器连接。液晶显示控制器采取带中文字库的ST7920，在体系中采取串行模式与微控制器连接。
1 电路体系设计
硬件接口部分包含微控制器与射频芯片接口、射频芯片与天线接口、微控制器与数据存储器接口、微控制器与液晶显示屏接口以及RS485 接口，文中介绍了微控制器与射频芯片接口以及射频芯片与天线接口。图2 和图3 分别是微控制器与射频芯片接口道理图以及射频芯片与天线接口道理图。
图2 MSP430f1232与MF-RC500接口道理图
在图2 中，MF-RC500 的D0-D7 为双向数据、地址复用总线引脚，IRQ 为中断请求旌旗灯号引脚，NCS 为片选禁制旌旗灯号引脚，NWR 为写禁制旌旗灯号引脚，NRD 为读禁制旌旗灯号引脚，ALE 为地址锁存使能旌旗灯号引脚，RSTPD 为MF-RC500 的复位旌旗灯号引脚，以上各个引脚均带施密特触发器。
发送时，MF-RC500 经由过程TX1 和TX2 供给13.56 MHz 的能量载波，根据存放器的设定对并口上待发送数据进行调制获得发送旌旗灯号；接收时，天线拾取的旌旗灯号经由天线匹配电路送到RX 脚，MF-RC500 的内部接收器对旌旗灯号进行检测和解调并根据存放器的设定进行处理，然后数据发送到并行接口，由微控制器进行读取。
电感耦合式天线的特点值就是它的谐振频率和品德因数。较高的品德因数值会增长天线线圈中的电流强度，由此改良对射频卡的功率传送；而天线的传输带宽刚好与品德因数值成反比例变更，选择的品德因数过高会导致带宽缩小，从而明显地减弱卡片接收到的调制边，是以一般体系的最佳品德因数为30 阁下，最大年夜不克不及跨越60。品德因数可由公式
(1)计算出来：
图3 天线和EMC道理图
2 控制法度榜样设计
软件部分的功能是控制MF-RC500 向外发送旌旗灯号，检测到已定义类型卡后控制MF-RC500芯片验证卡片并从卡片中读出或写入信息，将需保存的数据写入数据存储器25AA320A 中并显示数据及状况，同时具备与PC 机通信的才能。
软件部分包含初始化法度榜样、射频处理法度榜样、存储器处理法度榜样、显示模块驱动法度榜样和RS485串口处理法度榜样，文中介绍了MF-RC500 初始化和射频卡处理部分的法度榜样。
2.1 MF-RC500 初始化法度榜样
射频芯片MF-RC500 芯片的内部存放器按页分派，共分８页，每页有８个存放器，每页的第一个存放器称为页存放器，用于选择该存放器页，微控制器可以经由过程内部存放器的读写来控制体系运行；内部EE制卡公司PROM 共有３２块，每块１６字节，块３至块７用于存放存放器初始化文件。MF-RC500 的初始化就是经由过程把存在EEPROM 中块３至块７的数据送入对应的存放器中来实现的，重要经由过程以下几个函数实现：
char MC500PcdReset(void) //复位MF-RC500
char MC500PcdConfiota技术g(void) // 设备MF-RC500 内部存放器
企业数据加密解决方案 void MC500PcdSetTm(unsigned char tmLength) //设置准不时光
2.2 射频卡处理法度榜样
体系按13.56MHz 的工作频率以半双工方法在读写器与IC 卡之间双向传递数据。如图4所示，读写器复位后将要发送的旌旗灯号编码后加载到频率为13.56MHz 的载波旌旗灯号上经天线向外发送，进入读写器工作区域的IC 卡将接收此脉冲旌旗灯号。一方面卡内芯片中的射频接口模块由此旌旗灯号获得电源电压、复位旌旗灯号、时钟旌旗灯号；同时卡内芯片中的有关电路对此旌旗灯号进行解调、解码、解密，然后对敕令请求、暗码、权限等进行断定。若为读敕令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后经卡内天线发送给读写器，读写器对接收到的旌旗灯号进行解调、解码、解密后送至后台计算机处理；若为写敕令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，供给擦写EEPROM 时所需的高压，以便对EEPROM 中的内容进行改写；若断定对应的暗码和权限不符，则返回掉足信息。
图4 IC卡读写流程
在体系初始化完成后检测到已定义类型的卡便可交由以下函数处理：
NFC芯片 以上是射频卡处理部分法度榜样，结合存储器处理、显示模块驱动、RS485 串口处理等法度榜样即可实现完全的射频卡读写体系的功能。
3 停止语
本文在MF-RC500 的基本上设计了射频卡读写体系，实现了射频卡读写功能，硬件方面侧重分析了MSP430f1232 与MF-RC500 的接口道理图以及射频天线的设计，软件方面具体介绍了射频卡处理过程，该体系可广泛用于智能门禁、预付费表等工程应用中。
本文作者立异点：体系控制器采取MSP430f1232，具有超低功耗特点，能精确辨认、读写Mifare Pr
o、Mifare One、Mifare Light 等类型射频卡，具有较好的实用后果。
作者简介：崔光照（1957－），男（汉族），河南人，郑州轻工业学院电器信息工程学院传授，博士，重要从事数字旌旗灯号处理、模式辨认及无线传感器收集研究。袁赞（1981－），男（汉族），河南人，郑州轻工业学院电器信息工程学院硕士生，重要从事模式辨认及无线传感器收集研究。
