Mifare 1非接觸式IC卡讀寫核心模塊MCM200

　　摘要：介紹了Philips公司的Mifare 1非接觸IC卡讀寫器芯片MCM200的主要特性、引腳功能、內(nèi)部的物理功能寄存器和基本指令集。重點(diǎn)介紹了Mifare 1非接觸IC卡和MCM200數(shù)據(jù)通信的一些重要模塊的編程思路和編程方法，給出了兩個(gè)編程實(shí)例。

　　關(guān)鍵詞：非接觸IC卡 MCM200 讀寫器

　?。停椋妫幔颍?１ ＩＣ智能(射頻)卡的核心是Ｐｈｉｌｉｐｓ 公司的Ｍｉｆａｒｅ １ ＩＣ Ｓ５０（－０１，－０２，－０３，－０４）系列微模塊（微晶片）。其相應(yīng)的讀寫器模塊為Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＭＣＭ２００和ＭＣＭ５００。其中，ＭＣＭ２００模塊主要應(yīng)用于操作距離在 ２５ｍｍ的卡片讀寫器中；ＭＣＭ５００模塊主要應(yīng)用于操作距離在１００ｍｍ的卡片讀寫器中。１?。停茫停玻埃澳K的主要特性

　?。停茫停玻埃白x寫器模塊的主要特性如下：

　　●采用標(biāo)準(zhǔn)的雙列直插式３２引腳封裝；

　　●工作頻率為１３．５６ＭＨｚ,采用標(biāo)準(zhǔn)的＋５Ｖ電源供電,典型電流消耗為４０ｍＡ；

　　●讀寫卡片距離可達(dá)２５ｍｍ以上；

　　●與卡片的通信速率可達(dá)１０６ｋｂｐｓ；

　　●每個(gè)扇區(qū)均包含有３套密碼，同時(shí)包含有認(rèn)證密碼用的存儲(chǔ)器；

　　●有防卡片重疊功能；

　　●帶有１６字節(jié)的ＦＩＦＯ（先進(jìn)先出）隊(duì)列接收／發(fā)送緩沖寄存器；

　　●在模塊與卡片通信時(shí)可自動(dòng)偵查錯(cuò)誤，對(duì)數(shù)據(jù)流可自動(dòng)分析；

　　●可對(duì)ＲＦ（射頻）通道進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控；

　　●有內(nèi)建８位／１６位ＣＲＣ協(xié)處理器，可提供ＣＲＣ、ＰＡＲＩＴＹ等數(shù)據(jù)校驗(yàn)；

　　●支持多種方式的活動(dòng)天線，并且不需天線調(diào)節(jié)系統(tǒng)即可對(duì)天線進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)；

　　●帶有標(biāo)準(zhǔn)的Ｍｉｆａｒｅ 并行接口可直接由標(biāo)準(zhǔn)的ＭＣＵ接口信號(hào)控制。

　　２?。停茫停玻埃澳K的引腳說明

　?。停茫停玻埃暗囊_排列如圖１所示。各引腳的功能如下：

　　Ｄ０～Ｄ７：８位雙向數(shù)據(jù)總線；

　?。粒啊粒常海次坏刂肪€；

　?。拢校汉髠潆姵剌斎攵耍糜诒Ｗo(hù)ＭＣＭ內(nèi)部密碼ＲＡＭ；

　　ＮＰＡＵＳＥ１：串行數(shù)據(jù)輸出，用于驅(qū)動(dòng)ＲＦ單元，該引腳必須連到ＲＦ單元的ＴＰ端。

　　ＮＷＲ：寫信號(hào)使能端；

　　ＮＲＤ：讀信號(hào)使能端；

　　ＮＣＳ：該腳為低電平時(shí)選中ＭＣＭ；

　?。耍希停校保海遥频谋容^器輸入端，使用時(shí)必須連到ＲＦ單元的ＲＸ端；

　　ＮＩＲＱ：ＭＣＵ數(shù)據(jù)處理控制端。當(dāng)該端為低時(shí)，ＭＣＵ將用ＭＣＭ狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容來對(duì)ＭＣＭ中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

　?。粒蹋牛旱刂锋i存使能端；

　?。眨樱牛粒蹋牛哼x擇從內(nèi)部地址鎖存器或Ａ０～Ａ３引腳取地址；

　　ＤＧＮＤ：數(shù)字電路接地端；

　?。模郑模模海担蛛娫炊恕?/P>

　?。停希模牛翰⑿袇f(xié)議模式選擇引腳，可用高電平驅(qū)動(dòng)。

　　ＡＶＤＤ：＋５Ｖ模擬電源輸入引腳，用于ＲＦ射頻單元；

　?。粒牵危模海遥粕漕l單元（模擬電路）接地端；

　?。危粒危浴ⅲ粒危裕禾炀€連接端。

　　３ ＭＣＭ２００內(nèi)部特殊功能寄存器

　?。停茫停玻埃捌骷?nèi)部共有１６個(gè)特殊功能寄存器，表１所列是這１６種特殊功能寄存器的地址和讀寫情況。實(shí)際上，ＭＣＵ主要通過對(duì)ＭＣＭ寄存器的讀寫來控制ＭＣＭ的工作。ＭＣＭ是ＭＣＵ與非接觸式ＩＣ卡之間進(jìn)行信息交換的接口，系統(tǒng)對(duì)卡片上的數(shù)據(jù)進(jìn)行任何讀寫均須通過ＭＣＭ 來傳遞。

　　表1 MCU200中的物理功能寄存器

　　寄存器名 地 址 讀（READ） 寫（WRITE）

　　DATA 00H READ-BYTE WRITE-BYTE

　　STACON 01H DV TE PE CE BE AE - - - - SOR RFS - - - - 1 1 NRF AC

　　ENABLE 02H N/A 1 PR CE CR - - - - - - - -

　　BCNTS 03H N/A BIT-COUNT-SEND

　　BCNTR 04H N/A BIT-COUNT-RECEIVE

　　BAUDRATE 05H N/A - - - - - - - - 1 1 1 BR

　　TOC 06H N/A TIMEOUT-COUNTER

　　MODE 07H N/A 1 1 0 0 0 P2 P1 P0 P0

　　CRCDATA 08H CRC-BYTE-READ CRC-BYTE-WRITE

　　CRCSTACON 09H CV - - - - - - - - - - - - CZ C8 - - - - - - - - - - - - CR

　　KEYDATA 0AH N/A KEY-BYTE-WRITE

　　KEYSTACON 0BH - - - - - - - - - - - - - - - - AL 0 - - - - - - - - KS1 KS0

　　KEYADDR 0CH N/A AL AB A5 A4 A3 A2 A1 A0

　　0DH 　 　

　　RCODE 0EH N/A - - - - - - - - 0 0 RC1 RC0

　　表2 MCM2000的基本指令集

　　指 令 指令代碼（hex） 相關(guān)的出錯(cuò)標(biāo)志 接收卡片上數(shù)據(jù)

　　Answer to Request(Request的應(yīng)答） 　 TE，BE Tagtype

　　Request std 26

　　Request all 52

　　AntiCollision(防重疊） 93 TE，BE Serial Number

　　Select Tag(選卡片) 93 TE,BE,PE,CE Size

　　Authentication(認(rèn)證） 　 TE,BE,PE,CE /

　　Auth-1a 60

　　Auth-1b 61

　　Load KEY（存取密碼） / AE 　

　　Read(讀） 30 TE,BE,PE,CE Data

　　Write(寫） A0 TE,BE /

　　Increment(增值） C1 TE,BE /

　　Decrement(減值） C0 TE,BE /

　　Restore（重儲(chǔ)） C2 TE,BE /

　　Transfer(傳送） B0 TE,BE /

　　Halt(停機(jī)） 50 TE,BE /

　　４?。停茫停玻埃暗闹噶詈蛙浖O(shè)計(jì)

　?。停茫胀ㄟ^特殊指令來啟動(dòng)ＭＣＭ２００并運(yùn)行，同時(shí)將這些指令傳輸?shù)剑停椋妫幔颍?１卡片上。ＭＣＭ２００的基本指令集如表２所列。Ｍｉｆａｒｅ １ ＩＣ卡與ＭＣＭ２００之間的通信使用握手式半雙工通信協(xié)議，卡片帶有高速ＣＲＣ協(xié)處理器，符合ＣＣＩＴＴ標(biāo)準(zhǔn)。卡片的ＲＯＭ中固化了其運(yùn)行所需的必要程序指令，它能使卡片有條不紊地與卡片讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。但ＭＣＵ對(duì)ＭＣＭ２００的指令操作通常不是簡單的一條指令，而是用一個(gè)程序序列來完成，其中包括對(duì)ＭＣＭ２００硬件內(nèi)核寄存器的設(shè)置。ＭＣＭ對(duì)ＩＣ卡的操作流程如圖２所示?，F(xiàn)將其中各主要子程序模塊的編程方法作以說明。

　?。矗?Ｒｅｑｕｅｓｔ操作子程序

　?。遥澹瘢酰澹螅?指令用于通知ＭＣＭ２００在天線有效的工作距離內(nèi)尋找Ｍｉｆａｒｅ １卡片。如果 Ｍｉｆａｒｅ １卡片存在，就和Ｍｉｆａｒｅ １通信，并讀取卡片類型號(hào)ＴＡＧＴＹＰＥ（２個(gè)字節(jié)），然后由ＭＣＵ根據(jù)ＴＡＧＴＹＰＥ區(qū)別不同類型的卡片。Ｒｅｑｕｅｓｔ 指令分為Ｒｅｑｕｅｓｔ ｓｔｄ指令和Ｒｅ-ｑｕｅｓｔ ａｌｌ指令。Ｒｅｑｕｅｓｔ ｓｔｄ指令是連續(xù)性的讀卡指令。Ｒｅｑｕｅｓｔ ａｌｌ指令是非連續(xù)性的讀卡指令，只讀一次。Ｒｅｑｕｅｓｔ ａｌｌ指令在成功地讀取一張卡片之后，會(huì)一直等待使用者拿走這一張卡片，直到有新一張卡片進(jìn)入ＭＣＭ的天線有效工作范圍之內(nèi)。Ｒｅｑｕｅｓｔ操作的匯編語言程序如下：

　　Ｒｅｑｕｅｓｔ: ＭＯＶ Ａ,＃０ＣＨ ;設(shè)置ＭＣＭ中的ＳＴＡＣＯＮ 寄存器為０ＣＨ

　　ＭＯＶ Ｒ０,＃０１Ｈ

　　ＭＯＶＸ ＠Ｒ０,Ａ

　?。停希?Ａ,＃０ＥＨ ;設(shè)置ＭＣＭ中的ＢＡＵ－ＤＲＡＴＥ寄存器為０ＥＨ

　?。停希?Ｒ０,＃０５Ｈ

　?。停希郑?＠Ｒ０,Ａ

　　ＭＯＶ Ａ,＃０Ｃ０Ｈ ;設(shè)置ＭＣＭ中的ＥＮＡＢＬＥ寄存器為０Ｃ０Ｈ

　　ＭＯＶ Ｒ０,＃０２Ｈ

　　ＭＯＶＸ ＠Ｒ０,Ａ

　?。停希?Ａ,＃０Ｃ６Ｈ ;設(shè)置ＭＣＭ中的ＭＯＤＥ寄存器為０Ｃ６Ｈ

　?。停希?Ｒ０＃０７Ｈ

　?。停希郑?＠Ｒ０Ａ

　?。停希?Ａ＃０２Ｈ ；設(shè)置ＭＣＭ中的ＲＣＯＤＥ

　　寄存器為０２Ｈ

　?。停希?Ｒ０＃０ＥＨ

　　ＭＯＶＸ ＠Ｒ０Ａ

　?。停希?Ａ＃０７Ｈ ；設(shè)置ＭＣＭ中的ＢＣＮＴＳ

　　寄存器為０７Ｈ

　?。停希?Ｒ０＃０３Ｈ

　　ＭＯＶＸ ＠Ｒ