基于单片机的RFID读写器设计(4)

SEL表示CLn的层叠级数，其编码如下表所示： SEL的编码

如果PICC已经发送了完整的UID，则该卡将是从准备状态转为活动状态，并在其SAK的响应里表明UID是完整的。否则，PICC仍保持准备状态，则PCD设备将初始化一个新的增加了层叠级别的防冲突循环。

一个select的时序目的是取得一张PICC卡的UID，并选择该卡来做将来的通信对象。

④PCD发送SELECT命令后，与40位UID CLn匹配的PICC，以SAK作为应答。SAK的编码如表所示。

SAK编码

其中，b3(层叠位)表示UID是否完整，0表示完整，即PICC的UID已被PCD所确认。位1表示还有部分UID CLn（n=2或3）未经确认。RFU全置为0。

3.1.3 防冲突流程

PCD初始化和防冲突流程如下图所示，包括以下步骤：

①PCD指定防冲突命令SEL的代码为93、95或97，分别对应于UID CL1、UID CL2或UID CL3。

②PCD指定NVB的值为‘20’，此值表示PCD不发出UID CLn的任一部分，而迫使所有在场的PICC发回完整的UID CLn作为应答。

③PCD发送SEL和NVB。

④所有在场的PICC发回完整的UID CLn作为应答。

⑤假如多余1张PICC发回应答，则发生了冲突，假如不发生冲突，可跳过6~10。

⑥PCD应认出发生第1个冲突的位置。

⑦PCD指示NVB值说明UID CLn的有效位数目，这些有效位是接收到的UID CLn发生冲突之前的部分，后面再由PCD加一位‘0’或一位‘1’，一般加‘1’。

⑧PCD发送SEL、NVB和有效数据位。

⑨只有这样的PICC，他们的UID CLn部分与PCD发送的有效数据位内容相等，才发送出UID CLn的其余位。

⑩ 假如还有冲突发生，重复6~9。最大循环次数为32.

11 假如没有再发生冲突，PCD指定NVB为‘70’，此值表示PCD将发送完整○

的UID CLn。

12 PCD发送SEL 和NVB，接着发送40位UID CLn，后面是CRC校验码。 ○

13 与40位的UID CLn匹配的PICC，以SAK作为应答。 ○

14 如果UID是完整的，PICC将发送带有层叠为‘0’的SAK，同时从准备状○

态转换到活动状态。

15 如果PCD检查层叠位为‘1’的SAK，将CL加1，并再次进入防冲突循环。 ○

第四章 读卡器系统硬件设计

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系统硬件电路分为控制电路,读写驱动电路和液晶显示电路等。RFID卡读写设备的基本结构包括以下几个部分（参见图3）：

图3

4.1 MCU控制部分

MCU是读写设备的数据处理控制核心。它不仅要控制射频处理模块完成对RFID卡的读写，还要负责通过通信接口与主机或应用系统进行通信以及键盘、显示设备等其他外部设备的控制。单片机选用的是STC11F32是宏晶科技公司生产的单时钟／机器周期(1T)的单片机，是高速、低功耗、具有超强抗干扰能力的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成高可靠复位电路，可用在高速通信、智能控制、强干扰等场合；内部有32 KB的Flash、29KB的EEPROM和1 280字节的SRAM；EA、ALE、PSEN和RST引脚可以定义为通用I／O，即4个P4引脚；编程支持ISP下载功能，使用起来比较方便。

4.2 射频部分

射频部分是非接触式IC卡读写器的关键部件，通过该部分与非接触式IC卡进行数据通信。射频部分的主要部件就是射频基站芯片，这里选用的是MFRC522。

MF RC522 是应用于 13.56MHz 非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员。是 NXP 公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。

MF RC522 利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持ISO14443A的多层应用。其内部发送器部分可驱动读写器天线与 ISO 14443A/MIFARE?卡和应答机的通信，无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于处理

ISO14443A 兼容的应答器信号。数字部分处理 ISO14443A 帧和错误检测（奇偶＆CRC）。 此外，它还支持快速 CRYPTO1 加密算法， 用于验证 MIFARE 系列产品。 MFRC522支持 MIFARE?更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达 424kbit/s。

作为 13.56MHz 高集成度读写卡系列芯片家族的新成员，MF RC522与 MF RC500 和MF RC530 有不少相似之处，同时也具备诸多特点和差异。它与主机间的通信采用连线较少的串行通信，且可根据不同的用户需求，选取 SPI、I2C 或串行 UART(类似 RS232)模式之一，有利于减少连线，缩小 PCB板体积，降低成本。

? MFRC522支持SPI、I2C、UART接口； ? 64字节发送和接收的FIFO缓存；

? 4页，每页16个寄存器，共64个寄存器；

? 具有硬件掉电、软件掉电、发送掉电三种节电模式； ? 支持 ISO/IEC 14443 TypeA和 MIFARE?通信协议；

4.3 天线设计

天线的作用就是产生磁通量，为卡片提供电源，在读写设备和卡片之间传送信息，天线的有效电磁场范围就是系统的工作区域。

4.4 声音提示及显示部分

非接触式IC卡读写器进行读写 操作时发出提示音，发声的器件选用蜂鸣器，该器件使用方便、价格便宜。单片机的IO口驱动能力有限，不能直接驱动蜂鸣器发声，通过三极管来驱动蜂鸣器。显示部分采用LCD12864液晶显示模块。

第五章 读卡器系统软件驱动程序设计

读卡器硬件必须在软件的控制下进行工作，第四章主要描述读卡器系统软件设计的原理，读卡器和Mifare1卡的通信的流程，系统的初始化、防碰撞、身份验证和读写操作等模块。所有驱动程序是在Philips公司的基准程序基础上进行