基于RC522的讀卡器系統(tǒng)方案設(shè)計

　　NVM初始值為20，表示該命令只含有2個字節(jié)，即“93+20”，不含UID數(shù)據(jù)，MIFARE卡須返回全部UID字節(jié)作為響應(yīng)。若返回的UID數(shù)據(jù)有位沖突的情況發(fā)生，則根據(jù)沖突位置更新NVM值?？芍谒阉餮h(huán)中，隨著UID已知比特數(shù)的加入，NVM不斷增加，直到70為止。它表示除了“93+70”兩個命令字節(jié)外，還有UID0～UID3和BCC 5個UID數(shù)據(jù)字節(jié)。此時命令字節(jié)共有7個，防沖突命令轉(zhuǎn)變?yōu)榭ㄆx擇命令。

　　防沖突流程中若遇到須發(fā)送和接收面向比特的幀的情況，則必須預(yù)先設(shè)置通信控制寄存器BitFramingReg。該寄存器可指明發(fā)送幀中最后一個字節(jié)和接收幀第一個字節(jié)中不完整的比特的位數(shù)。

　　2.2.2 讀卡和寫卡指令

　　14443A協(xié)議中并沒有具體規(guī)定對射頻卡的讀寫操作方式，故對每種卡的讀寫操作都必須考慮該卡的存儲區(qū)域組織形式和應(yīng)答形式。MIFARE卡內(nèi)部存儲器是由E2PROM組成的，共劃分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)4個塊，每塊16字節(jié)。對E2PROM的讀寫都以塊為單位進行，即每次讀/寫16字節(jié)。

　　以寫卡指令為例，MIFARE卡要求有兩步握手，指令格式分別如下所述。

　　Setp A：查詢塊狀態(tài)。

　　若塊準備好，則MIFARE卡返回4比特應(yīng)答。若值為1010，則可進行下一步操作;若值非1010，則表示塊未準備好，必須等待直至塊準備好為止。

　　Step B：寫數(shù)據(jù)。

　　若寫入成功，則MIFARE卡返回4比特應(yīng)答，值仍為1010;若非lOl0，則表示寫入失敗。

　　讀卡指令格式如下：

　　若執(zhí)行成功，則MIFARE卡返回18字節(jié)應(yīng)答比特。需要注意的是，其中只有16字節(jié)是讀取的塊數(shù)據(jù)，另外2個字節(jié)為填充字節(jié)。若字節(jié)數(shù)不為18，則可判斷讀卡操作錯誤。

　　MIFARE卡數(shù)據(jù)加密時以扇區(qū)為單位，一次加密認證僅能操作一個扇區(qū)的數(shù)據(jù)。這為用戶實現(xiàn)“一卡通”功能提供了便利，用戶可在不同的扇區(qū)內(nèi)采用不同加密方式互不干擾地存放各種目的應(yīng)用數(shù)據(jù)。實際生活中常見的一種應(yīng)用是電子錢包，對卡的寫操作須按照一定的格式進行。一個塊的數(shù)據(jù)組成如下：

　　注意：address值無意義，但value值寫入時必須在4～7字節(jié)中存入取反值。

　　2.3 讀卡器總體軟件設(shè)計

　　讀卡器的軟件設(shè)計思路是利用RC522的Tranceive命令作為標準函數(shù)，通過調(diào)用此函數(shù)實現(xiàn)MIFARE卡操作指令。MIFARE卡的操作流程如圖6所示，其要點是將操作完成的卡轉(zhuǎn)入休眠態(tài)，遞減可能發(fā)生沖突的卡片數(shù)目直至所有卡片操作完畢，此時防沖突函數(shù)無卡片應(yīng)答。

　　RC522芯片在每次使用前都必須復(fù)位，除了在復(fù)位引腳NRSTPD輸入從低電平至高電平的跳變沿外，還必須向RC522的命令寄存器CommandReg寫人軟復(fù)位命令代碼0x0I?進行軟復(fù)位。在利用Rc522操作MIF’RAE卡之前，用戶必須正確設(shè)置芯片模擬部分的工作狀態(tài)。依筆者經(jīng)驗，一般情況下RC522調(diào)制、解調(diào)方式采用默認設(shè)置即可;在106 kbps通信速率下可正常使用，但必須保證天線驅(qū)動接口打開，可以通過設(shè)置Tx—controlReg寄存器實現(xiàn)。另外，由于14443A協(xié)議采用調(diào)制深度為100}《的ASK調(diào)制，這一點與默認設(shè)置不同，因此必須相應(yīng)設(shè)置TxASKRc毽來實現(xiàn)該種調(diào)制方式。

　　RC522的通信參數(shù)設(shè)置很復(fù)雜，可以調(diào)控調(diào)制相位、調(diào)制位寬、射頻信號檢測強度、發(fā)送/接收速度等設(shè)置。在硬件調(diào)試過程中，用戶可根據(jù)實際情況選用適合自身使用的設(shè)置形式。

　　結(jié)語

　　本文設(shè)計的讀卡器在106 kbps通信速率下讀卡距離達50 mm，可以實現(xiàn)考勤、電子錢包功能;整個讀卡器采用低功耗元件，可以作為一個網(wǎng)絡(luò)終端、以電池作后備電源可靠地工作。對于Rc522的應(yīng)用，防沖突和通信接口的設(shè)置是重點。不同的射頻卡協(xié)議，防沖突流程各不相同，通信接口也會有差異，但修改Rc522的相關(guān)設(shè)置即可使物理接口滿足協(xié)議要求。對于防沖突處理，Rc522{支持基于比特沖突檢測的處理方式，不可處理類似144。13B的ALOHA時隙方式。