IC卡读写系统

IC卡读写系统（精选6篇）

IC卡读写系统 第1篇

IC卡是内部封装了一个集成电路芯片的卡片,按卡内镶嵌芯片不同,可将IC卡分为存储卡、逻辑加密卡和CPU卡三类,美国ATMEL公司的AT24Cxx系列卡被称为存储卡,卡内嵌入的芯片为通用的AT24C系列2线串行EEPROM芯片,由于在实际应用过程中,经常需对IC卡进行读写操作,为此需设计一成本低、操作简单的IC卡读写器,由于单片机具有性价比高、操作设计简单的特点,利用单片机设计IC卡读写器成为可能,IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁。

2 硬件设计

2.1 接触式IC卡简介

接触式IC卡有8个触点,从C1至C8,其触点分配如图1所示,其中SCL引脚为串行时钟输入,时钟上升沿时进行写操作,下降沿时进行读操作,通过SDA引脚进行数据的串行传输,系统采用ISO/IEC7816-3同步协议,双线串行接口,工作频率可达1MHZ工作电压5V,最低可至1.8V,工作温度070℃,写/擦除次数可达100万次,数据保护100年,ICC电流读操作时为1m A,写操作时为3m A[1]。

2.2 设计要求

对存储卡的读写操作可按字节或页进行,且系统具备IC卡插入/拔出保护功能,即能够实现“先插卡,后上电”和“先下电,后退卡”的功能,根据设计要求,要实现不带电插/拔IC卡,系统必须具备IC卡插入/退出的识别与控制,以实现对IC卡的保护,同时为使系统正常工作,需通过触点方式向IC卡提供稳定的电源和时钟,且能实现与卡的数据交换,并提供相应的控制信号,为满足要求,硬件电路设计如图2所示,图中MCU选用的是AT89C51单片机,SMARTADP为接触式IC卡卡座,IC卡的插入/退出操作是通过IC卡卡座上的常开感应开关(也可选择常闭感应开关)SW1和SW2来识别的,系统工作时,只需检测P1.6的电位即可识别开关的通断[2]。

3 软件设计

对IC卡进行读写操作的关键在于根据其内嵌芯片的操作时序进行编程,使数据线SDA及时钟线SCL上产生正确的时钟脉冲。对AT24Cxx系列存储卡进行写操作包括写字节和写页面二种模式,写字节时序要求在给出开始状态、器件地址并收到卡的确认信号后,需发出8位地址(32位芯片是2个8位地址),卡收到地址后发出应答信号,将8位数据送至SDA线上,并进入EEPROM单元,每个时钟送一位,EEPROM收到数据后,通过SDA线发出应答信号,微控制器用停止状态结束写操作,写操作时,禁止所有其它操作直到写完成。启动写页面与启动写字节操作相同,但微控制器不需在第一个字节随时钟输入后发出停止状态,在EEPROM确认收到第一个数据码后,微控制器再送7个(AT24C01/02)或15个(AT24C04/08/16)数据,每收到一个数据,EEPROM均通过SDA回送应答信号,微控制器通过停止状态终止写页面操作。

对存储卡的读操作包括现行地址读、随机地址读和顺序读操作,现行地址读操作时,内部数据字地址指针总是保持最后一次读写操作中最后访问的址,并按1递增,只要芯片保持上电,此地址在二次操作之间一直保持有效,当读写选择位置1时,器件地址随时钟输入,并收到EEPROM的应答信号,现行地址的数据随时钟串行输出,微控制器在SDA线上随时钟串行读入数据,读操作结束后,总线为高电平,并产生一个停止状态,而随机读需要一个空字节写序列来载入数据地址,当器件地址和数据地址随时钟输入,并被EEPROM确认,微控制器产生另一个开始状态,此时送出的器件地址中,读写选择位为高电平,将启动一个现行地址读,EEPROM收到器件地址回送确认信号,并随时钟串行输出数据,微控制器读取数据后,使总线处于高电平,随后产生停止状态,而顺序读由现行读或随机地址读启动,微控制器收到一个数据码后回送确认,只要EEPROM收到确认后,便会继续增加数据地址并随时钟串行输出后面的数据,当达到存储地址极限时,数据地址将重复滚动,顺序读取将继续,当终止顺序读操作时,微控制器使总线处于高电平,并产生停止状态,本文所设计的读写器的读操作选择的是随机读操作和顺序读操作方式[3]。

写操作中卡收到数据后向接口发送低电平应答信号,程序通过将第9个时钟周期的SDA线读入CY位来接收应答,CY位是否为低电位来判断是否收到卡确认信号,而顺序读操作中接口设备每接到一个字节的数据后,向卡发送低电平应答信号。根据系统的工作过程,按字节操作和按页操作流程图如图3和图4所示。

4 结束语

读写器正常工作时,未插卡时,程序循环等待插卡,卡座的Vcc端保持低电平,保证不带电插卡,插卡后,程序向下运行到断点处,卡座的Vcc端变为高电平,给IC卡芯片提供工作电源,系统设计完全满足要求,具有一定的实用价值。

参考文献

[1]杨振野.IC卡技术及应用[M].北京:科学出版社.2006.

[2]张永枫.单片机应用实训教程[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.

IC卡读写系统 第2篇

TDA8007芯片能够提供两个能同时满足ISO7816标准及EMV和GSM11-11标准的IC卡读写接口。在本读写器中，一个用于与应用IC通信，另一个用于与安全IC卡通信。与上文CPU卡的触点图相对应，CLKi、RSTi、VCCi、I/Oi、GNDCi、PRESi、C4i、C8i（其中i=1,2；C4i、C8i未用；PRESi可用于检测IC卡是否插入。具体应用可参看TDA8007的技术文档）都直接由TDA8007提供给IC卡接口相连，MCU只需通过其接口控制并行通信来管理TDA8007，便可实现对IC卡的上电、下电及读写数据处理。其中，微处理器既可以通过总线复用把TDA8007内部的所有寄存器作为外部存储器，用MOVX寻址，也可以通过非总线复用方式访问，此时TDA8007用AD0～AD3来区分内部各寄存器。另外，TDA8007的片选信号和外部中断信号线可以方便读写器处理多个IC卡头。TDA8007的特别硬件ESD处理、接口短路处理、电源出错处理等也给IC卡和IC卡读写器提供了比较高的安全保护；同时，TDA8007内部集成的电源管理功能允许TDA8007的供电范围可达2.7～6.0V，并且TDA8007通过电源管理可以给IC卡提供5.0V、3.0V及1.8V的电源，以适合不同工作电压的IC卡应用。

图3 IC卡接口芯片TDA8007的原理框图

本读写器是通过总线复用对TDA8007的寄存器进行控制的。其中MCU的P1.5为TDA8007的片选，P0口为与之通信的8位数据线，TDA8007的各寄存器预先被宏定义的成微处理器的一个外部数据单元（下面电程序处的定义），从而方便MCU访问。下面结合TDA8007寄存器的定义和位分配，给出应用TDA8007接口芯片对IC卡进行上电激活和下电的程序。TDA8007的寄存器主要三类。第一类，通用寄存器：①卡槽选择CSR；②硬件状态HSR；③定时器TOR1、TOR2、TOR3。第二类，ISO7816串行处理寄存器：①串行状态USR；②混合状态MSR；③串行发送UTR；④串行接收URR；⑤队列控制FCR。第三类，卡专属寄存器：①可编程分频PDR；②保护时间GTR；③串行控制UCR1、UCR2；④时钟配置CCR；⑤上电控制PCR。注意：对于卡专属的寄存器，即卡接口1、卡接口2分别对应的寄存器，逻辑上具有相同的名及访问地址，因而，对不同的瞳操作，需要通过CSR选择对应的卡槽来切换卡专卡属寄存器的映射的物理空间。所以，接口设备每次从一个卡的上下电或读写转向另一卡，都需要访CSR设定对应的卡槽。对于每个寄存器的位定义不再多述，主动性者可参看TDA8007的.技术文档。

5 上下电过程及具体程序

图4为IC卡的上电时序图。要实现之，需对PCR进行写操作。其中START=PCR.0，RSTIN=PCR.2，VUP上升表示激活了TDA8007中的电压转换电路。当START置高时，只要能检测到选定卡槽中的IC卡存在，且没有TDA8007能检测到并在HSR中指示的硬件错误出现，则对应IC卡接口的VCC1或VCC2将能被提供响应的电平（5V、3V或1.8V）。随后对应卡的I/O数据线被置成高状态（Z状态），给IC卡提供设定的时钟信号，常用为3.5712MHz。大约在START置高108ETU后，RSTIN置高。因为RST为RSTIN的拷贝，则对应卡的RST被置高。然后，用TDA8007提供的定时器TOR3、TOR2设定对ATR（Answer To Request）即复位应答首字节的最大等待时间120ETU（Element Time Unit），TOC设定定时器工作方式，便开始等待ATR首字节到来后做相应处理。至此，IC卡上电激活工作完成，随后可以根据ATR字节的要求的工作方式对IC卡进行相应的读写处理。具体见上电程序。

图4 TDA8007产生满足ISO 7816标准诉IC卡上电激活时序

TDA8007寄存器访问的预定义

#include

#define XXX XBYTE[0x8000]//XXX表示CSR等各寄存器上电程序如下：

P1.5=0; //片选TDA8007

CSR&=0xf8；

CSR|=ncard; //选择卡，ncard=1,2

CSR&=0xf7；

CSR|=0xf7;

CSR|=0x08; //复位UART的寄存器

UCR2&=0xf7； //异步模式，SAN=0

CCR&=0xdf； //时钟停止于低电平

UCR2|=0x60; //关闭附加中断及收发中断

GTR=0xff; //保持时间12ETU

If(v==1) //v为函数变量

PCR|=0x08; //1.8V卡用

else if(v==3)

PCR|=0x02; //3V卡用

Else

PCR&=0xfd; //5V卡用

UCR2&=0xfc; //CKU=PSC=0,--31

FCR=0x00; //1奇偶校验1FIFO

PDR=0x0c; //Divider=12

CCR=0x00; //不分频

PCR&=0xfb; //RSTIN=0

UCR2|=0x04; //不自动转换

UCR1=0x01; //正向约定

UCR1&=0xf7； //接收模式

flag3=0; //复位定时标志

flagatr=0; //接收ATR首字节定时标志

PCR|=0x01; //激活

TOR2=0x6c;

TOR3=0x00;

TOC=0x61; //RST拉高前等待108ETU

while(flag3==0)； //定时时间到，在中断中设置flag3=1

TOC=0x00； //关闭定时器

PCR|=0x04; //给复位拉高

TOR2=0x78;

TOR3=0x00;

TOC=0x61; //RST拉高前等待

flagatr=1;

ATR(); //复位应答处理函数

图5为IC卡的下电时序图。相对于上电时序，下电过程对时间的要求不是很严格，只要设计者控制TDA8007按照一定的顺序置低START、RSTIN和停止CLK即可，然后TDA8007会自动逐步释放RST、I/O、Vcc及VUP。具体处理见下电程序。

下电程序：

P15=0；

PCR&=0xfe; //START=0；下电

PCR&=0xfb; //卡的复位脚保持0

CCR&=0xdf； //停止时钟于低

CCR|=0x10; //停止时钟

P15=1；

6 使用TDA8007应当注意的问题

TDA8007对于Vcc、RST出错，芯片过热（如图IC卡为电源短路卡或金属片），或IC卡插入拔出时都会产生中断输出。每次中断处理结束，应注意把HSR中的值读入一个临时地址，以便清楚HSR中的标志。

每次发送数据到IC前，即接收IC卡的最后一个数据之前，应设置寄存器UCR1中的LCT位，以便接收完IC卡的数据后，自动切换成发送状态。

对TDA8007部分布线时应注意，时钟信号线与其它线的隔离：最好被地线包围。

对于电路板上TDA8007部分的电容应尽量靠近TDA8007，其中电容Cap、Cbp、Cup尤其如此，并最好不要在这些电容连向TDA8007引脚过程中使用过孔；同时，Cap、Cup、Cbp电容的ESR要尽量小。

对TDA8007处理的两个IC卡座中的任何一个执行上电、下电、读写卡操作之前，必须执行选择卡座的操作函数，以便选中具体的IC卡进行处理。

对IC卡操作中上电时序中的定时，读写卡字节间等待定时等都可使用TDA8007中的定时器及定时控制器操作，注意其定时器为向下计数方式。

结语

基于单片机的IC卡读写方法研究 第3篇

一、 (IC) SEL4442的功能

SLE4442主存储器的容量为256个字节, 每个字节为8位。主存储器可分为保护区和应用区, 地址单元为00H~1FH的32个字节是保护区, 带位保护功能, 一旦实行保护后, 被保护的单元不可擦除和改写。保护区中没有设置为保护状态的字节, 其使用与应用区完全相同。

SLE4442保护区已固化的信息如下:00H~03H复位应答信息;04H~07H芯片生产厂家代码和卡型编码;15H~1AH应用标识。在应用系统中, 根据需要, 保护区既可用作存放固定信息, 如发行单位编号、卡编号、批次号、发行时间、持卡人姓名、证件号码等, 也可像应用区一样, 存放可变信息。

二、IC卡接口电路

1. 复位电路。

在电路上, IC卡与接口设备的连接采用I2C总线形式, 支持ISO/7816-3同步传输协议, 除去密码区操作外, 其他类似与对一般串行EEPROM的操作。对SLE4442的操作仅需3根线, 即串行时钟线CLK、复位线RST和双向资料线I/O。3根线各自都需要通过一个上拉电阻连到电源线上。复位和复位应答的时序如图1所示。

上电以后, 随着CLK上的1个时钟脉冲, 当RST由高电平到低电平时, 即进行了一次复位操作。这个操作将得到卡的应答。随着以后32个时钟脉冲的输入, I/O线上将得到相应的32位资料, 这就是从卡发送到CPU的复位应答标头。

2. 密码存储器操作。

对密码内存的操作有三个命令:读密码、写密码和校验密码。其中最主要的是校验密码, 密码校验正确, 读/写密码的情况就类似与读/写主存储器的操作。校验密码必须严格按图的程序框图进行, 任何改变都会导致失败, 达不到改写卡中资料的目的, 还可能引起EC位从“1”变为“0”。在程序返回前, 如校验不成功, 芯片内部将相当于使EC的三位右移一次, 高位用0填充。

3. 密码存储器操作记忆体操作。

对主存储器的操作有4个命令, 包括了读/写保护区的命令。如果保护区里有被保护位, 被保护的信息就不能改写。伴随着32个时钟脉冲的输入, 使用读保护区的命令可以知道32个字节中那些有被保护的位, 也就能够读出保护区的内容。保护区中没带保护位单元的操作如同对应用区的操作一样。

三、IC卡系统硬件电路

IC卡系统硬件电路介绍了单片机、 (IC) SEL4442等硬件电路的设计 (图2) 。在IC卡控制系统中, 在对卡操作前, 一般要进行复位和复位应答操作, 有时要连续进行两次这样的操作, 才能得到正确的复位应答信息。复位应答以后, 芯片等待输入操作命令。每个命令必须由三部分组成:一个开始状态, 接着是写入三个字节 (命令字、地址、资料) , 再接着是一个停止状态。CLK在高电平时, I/O线由高到低为开始状态;CLK在高电平时, I/O线由高到低为停止状态。

IC卡读写系统 第4篇

购货单位（以下简称甲方）：

邢台大器机械制造有限公司

供货单位（以下简称乙方）：

根据《中华人民共和国合同法》及有关政策法规的规定，甲乙双方本着平等互利、协商一致的原则，就乙方为甲方提供“智能电梯IC卡管理系统”产品及相关服务事宜，签订本合同。

第一条

供货产品明细

品

名

单

位

单价

数量

总

价

配

置

功能特点

备

注

50米半自动雾炮机

台

7200

7200

标配

遥控控制喷雾炮头360度旋转，喷雾50米

30米半自动雾炮机

台

4500

4500

标配

遥控控制喷雾炮头360度旋转，喷雾30米

遥控器

把

赠送

标配

控制喷雾炮头旋转

运费

500

1000

合计金额（人民币）：一万两千陆佰元整（含税价格，优惠：481元）

第二条　产品交付

1、付款方式:甲方应在合同签订后,每批货发货前向乙方付清当批货款，支付全额的30%订金，余款货到付款。

2、交付时间：乙方在货款到账后发货，乙方保证向甲方交付合同约定的全部货物。

3、验收细则：甲方在收到货物后，无论是否即时使用，均必须在5日内验收完毕，如发现产品功能、数量、质量等与合同不符时，应向乙方发出书面异议，书面异议需有乙方签收确认生效，如甲方未在规定的时间期限内（收到货物后5日内）提出书面异议，则视为乙方所交货物均符合合同规定。

第三条　产品质保说明及售后服务

1、甲方应严格按照乙方提供的产品使用说明书中的操作方法使用本产品。

2、未经乙方书面同意，甲方不得擅自拆改产品及相关设备，否则乙方不对该产品承担质保责任。

3、由于使用不当或人为原因造成的产品损坏，乙方不承担产品质保责任。

4、产品安装及使用过程中，电梯本身原因引起的故障、损坏及人身安全等事故，乙方不承担责任。

5、设备质保期为合同生效之日起

年，质保期限内因乙方产品本身质量原因发生的质保及售后服务，乙方无偿提供服务，如设备为人为损坏，乙方将进行有偿服务。在质保期限内乙方将不定期进行电话回访，跟踪设备使用情况。

6、超过质保期，乙方无偿提供不发生费用的售后服务，发生费用的按照乙方标准进行有偿服务。

第四条

违约责任

1、甲方应依据合同之约定按时向乙方支付货款，由于甲方付款不及时等原因造成的乙方备货及发货延迟，乙方不承担责任；

2、乙方在收到甲方相关货物款项后应按时并保质保量为甲方备货及发货；

如乙方所交付的产品不符合双方约定的标准甲方有权要求乙方予以更换。

3、甲乙双方任何一方单方面违背上述协议条款，按有关法律追究违约责任，并赔偿另一方的一切经济损失。

第五条　免责条款

1、本合同履行过程中，任何一方因不可抗力无法履约的，履约期限应按不可抗力影响履约的期限相应延长，且不承担违约责任。

2、本合同所称不可抗力是指，因洪水、地震、台风、瘟疫等各种自然灾害或战争、罢工、法律、法规等社会原因引起的不能预见、不能避免且不能克服的客观情况。

第六条　争议解决

对于因履行本合同发生的一切争议，双方应友好协商解决。

第七条　合同效力

1、本合同一式两份，甲乙双方各执一份。

2、本合同的传真件或扫描件与本合同具有同等法律效力。

3、本合同未尽事宜，甲乙双方可签订补充协议或附件，补充协议或附件一经

签订，视同本合同的组成部分，与本合同的其他条款具有同等法律效力。

4、本合同自双方签字或盖章之日起生效。

甲

方：

乙

方：

代表人（签字）：

代表人（签字）：

电

话：

电

话：

日

期：

****年**月**日

日

期：

****年**月**日

—

END

非接触式IC卡读写器的设计与实现 第5篇

IC卡是将微电子芯片封装到有机绝缘材料的产品,采用无源结构,具有易携带、信息安全的特点,在身份认证、银行、电信、公共交通等领域得到了越来越多的应用。IC卡根据接口方式,分为了接触式IC卡和非接触式IC卡。非接触式IC卡又称射频卡,解决了无源供电和免接触信息通信难题,使得非接触式IC卡使用更便捷。随着非接触式IC的普及,非接触式IC卡读写器也同样得到了广泛应用。

2非接触式读写器的设计与实现

2.1工作原理

非接触式IC卡内置读写线圈,与读写器的读写天线,采用近场耦合(交变磁场或电磁场)方式,建立了非接触式供电与读写通道。读写器天线与IC卡内的天线,在13.56MHz频点,形成了串联谐振电路;IC卡内集成了单向导通的电荷泵,当电荷累积到IC卡内微芯片的正常工作电压时(1.8V以上),IC卡开始正常工作。IC卡端作为读写器天线的负载端,通过主动调整其可控的负载端阻抗,使得整个谐振电路的谐振电压发生变化;读写器端通过检测谐振电压的变化,可以捕获IC卡端传递的数据。

2.2读写器原理框图

本设计采用了NXP的Kinetis系列中的MKL03Z8VFK4作为主控MCU。MFRC522作为非接触读写芯片。MAX3232作为RS232接口电平转换芯片。外部电源输入DC12V;内部采用了两颗TPS62170DCDC变换芯片,将DC12V电源输入变换到3.3V和5V。原理框图如图一。

2.3电源供电分析

MKL03Z8VFK4是一颗低功耗MCU,在48MHz主频模式下,最大消耗6.5m A。MFRC522在直接射频输出状态时,最多消耗140m A;若在MFRC522的射频输出端增加外置放大器,会使得MFRC522本身消耗的电流降低到50m A。MAX3232的功耗与外接负载相关,大概估计为30m A。在采用外置功率放大的条件下,DC3.3V电源需最少提供86.5m A。本例外置功率放大器的消耗电流,参考提供5V射频输出的MFRC531资料可知,最大为150m A。

2.4 Kinetis系列的MKL03Z8VFK4

MKL03Z8VFK4,是Kinetis的低功耗L系列中的一颗芯片。它采用Arm Cortex-M0+内核,48MHz主频,具有8KByte Flash,2KByte SRAM;内置48 MHz高精度内部参考时钟,8/2 MHz低功率内部参考时钟;支持SPI、I2C、UART串行接口;电压范围1.71~3.6V;温度范围(环境):-40至105°C。MKL03Z8VFK4完全适合于在本例作为主控MCU。

2.5非接触读写芯片MFRC522及射频放大电路

MFRC522是一颗高度集成的非接触式读写芯片,符合ISO/IEC 14443 A/MIFARE标准。MFRC522与IC卡间最高支持848k Bd传输速率,为读写器应用于大数据快速传输提供了硬件支撑。MFRC522支持SPI、I2C及UART三种串行通信总线,减少了与主控MCU的连接线,有利于选择小封装的MCU。本设计采用SPI同步通信总线,作为与MCU的通信接口,最高达到10 Mbit/s。MFRC522采用3.3v单一电源供电,读写距离仅达到5CM;而其他采用5V射频供电的读写芯片,读写距离达到了10CM。由此可知,读写距离的降低,是由于MFRC522的射频部分的供电电压偏低。为解决读写距离偏低的问题,可以在MFRC522的输出端,增加射频放大器,提高射频输出功率,进而增加读写距离。

3结语

本设计实例,采用了低功耗的MCU和低电压的外围器件,使得整机功耗得到了有效降低。在选用射频接口器件时,充分考虑了大数据传输的需求,选用了具备848k Bd高速传输能力的MFRC522;通过增加外置射频放大器,解决了MFC522读写距离偏短的问题。

参考文献

[1]KL03 Sub-Family Reference Manual(KL03P24M48SF0RM).

[2]MFRC52x Reader IC Family Directly Matched Antenna Design.

IC卡读写系统 第6篇

1 PicoRead RF的特点

PicoRead RF芯片为一款标准的13.56 MHz非接触读卡芯片, 采用该芯片设计的非接触读卡器满足ISO14443, ISO15693, Sony Felica等协议, 它支持非接触卡片 (或者非接触标签) 发送数据和能量, 并从非接触卡片 (或者非接触标签) 中获取相关数据。

PicoRead RF芯片可支持ISO15693规范, ISO14443 TypeA, TypeB规范, Sony Felica协议, 以及其他的传输速度为26～848 kB/s的非接触协议;并支持数据和能量的非接触传输;支持SPI协议和并口传输协议;其操作距离可达10 cm, 并具有卡检测和感应区载波信号检测机制, 实行1 Byte-2级FIFO管理, 非常适用于NFC手机之类的应用场合, 以及PayPass读卡器的设计。

2 PicoRead RF的硬件设计与工作原理

非接触IC卡与读卡器之间数据传输的过程和原理如下:当卡片在一定距离靠近读卡器表面时, 非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。非接触IC卡本身是无源卡, 当读卡器对卡进行读写操作时, 读卡器发出两部分信号:一部分是电源信号, 该信号由卡接收后, 与本身的器件一起产生瞬间能量来供给芯片工作;另一部分则是指令和数据信号, 指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等, 并返回信号给读卡器完成一次读写操作。

文中所设计的IC卡读卡器由微控制器 (MCU) 、射频发射和接收处理单元、接口电路、时钟电路、液晶显示 (LCD) 模块、时钟以及存储器组成。本设计采用PicoRead RF芯片作为读卡器中的射频发射和接收处理单元读写芯片。结构如图1所示。

读卡器中的微控制器为主控制单元。PicoRead RF芯片作为读卡器中的射频发射和接收处理单元读写芯片。它是微控制器与非接触式IC卡之间的“桥梁”, 它一方面可以将微控制器发送给IC卡的指令和数据调制在13.56 MHz的振荡信号上, 通过高频天线发射出去;另一方面接收来自IC卡的应答信息, 并将其解调成数字信号传给微控制器, 实现微控制器与IC卡之间的双向通信。

接口电路是微控制器与PC机之间的通信“桥梁”, 可以实现读卡器和PC机之间的串行或并行通信。时钟电路为系统提供实时时钟, 液晶显示模块平时显示时间, 读卡时显示所读到的内容。上述几个模块以逻辑设计配合, 通过程序控制完成对非接触式IC卡的读写。

3 PicoRead RF的软件设计

PicoRead RF应用于非接触支付环境时, 大致的控制流程, 如图3所示。

PicoRead RF的软件设计和指令控制分以下3个阶段:

(1) 寄存器构造阶段 (Configuration Mode) , 主要完成系统的初始化。当卡片靠近读卡器表面时, 读卡器发出电源信号, 并产生能量供给芯片工作, 此时芯片进入寄存器构造阶段:主要完成芯片复位、初始化以及本次交易所使用非接触协议的相关参数配置, 以实现对应的非接触通信协议[2]。相应参数设置成功后, 读卡器的液晶屏会显示“系统初始化成功”。

(2) 数据发送阶段 (Emission) , 当成功进行初始化之后, 读卡器识别出在作用范围内有IC卡的存在, 通过微控制器发出控制指令, 将芯片设置为数据发送模式, 并检测FIFO数据缓存器的状态, 从而保证数据可以顺序读入和读出。接下来就可以进行数据的发送, 发送完毕后, 微控制器会发出指令判断是否有多余数据, 若有, 则重复上述操作, 继续传输, 若无, 则进入数据接收阶段。在数据发送阶段, 除完成帧数据的发送以外, 还需对相关奇偶位、CRC校验值进行配置。

(3) 数据接收阶段 (Reception) , 微控制器发出控制指令, 将芯片设置为数据接收模式, 并指挥芯片完成数据的接收, 接收完毕, 返回信号给读卡器完成一次读写操作。若未接受完毕, 则返回初始状态重新上述操作。数据接收阶段除完成帧数据的接收以外, 还会进行奇偶校验和CRC校验。

4 结束语

对PicoRead RF的特点和应用进行了描述, 并就如何在硬件和软件上实现PicoRead RF的非接触应用做了介绍。Inside Contactless公司推出的这款非接触芯片性能稳定、支持的非接触协议多, 同时较其他的非接触芯片在价格上有一定的优势, 因此在设计非接触读卡设备 (NFC手机、PayPass读卡器等) 时是一种较好的选择。

摘要：PicoRead RF芯片为法国Inside Contactless公司推出的一款非接触读写芯片。由于其性能稳定、支持协议多和价格优势, 常用于设计非接触读卡设备。文中主要介绍了PicoRead RF芯片的特点和工作原理及其在软硬件上的设计和实现过程, 为使用者提供了一定的依据。

关键词：PicoRead RF,非接触式IC卡,读卡器

参考文献

[1]康东, 石喜勤, 李勇鹏, 等.射频识别 (RFID) 核心技术与典型应用[M].北京:人民邮电出版社, 2008.

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