非接触式射频卡读写器设计【自动化毕业论文】

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基于RC522的非接触式IC卡读卡器设计(含程序)

1 绪论1．1 课题的研究背景工业3.0将世界带入信息化的时代，信息技术的发展日新月异，一个以电子商务为主要特征的经济时代成为主要潮流，智能射频卡是一种将用户数据最快捷地送入到环球信息互联网并获得信息的最有用的工具，智能IC卡成为了人们身份识别和实现电子支付的手段，影响了我们生活工作的方式。

智能IC卡与普通磁卡对比具有更高的安全性，所以，对智能IC卡的功能进行研究是非常有意义的。

智能IC卡,又是CPU卡。

顾名思义, 这种卡片上集成了存储器、通信接口及CPU，具有存储数据、对外交流和数据处理的能力,因此，又是一片卡上的单片机系统。

为了使这一系统中的硬件和软件资源充分得到利用, 卡上存放了进行数据读写和安全通信的协议,以及管理这些程序的Chip Operating system卡上操作系统。

这操作系统是按照IC卡性能特征而专门设计的操作系统，它极大地不同于计算机上常见的DOS和WINDOWS 等操作系统，IC 卡存储器的容量大小和CPU的性能的限制着Chip Operating system卡上操作系统。

主要功能是:控制IC卡与读卡器的数据交流;管理IC卡上各种存储器;在IC卡内执行读写器发来的各种操作命令。

有了CPU与COS系统,成就了智能IC卡。

所以，智能射频卡具有超强的管理性能,提供很高的数据安全性和可靠性[1]。

1.2 非接触式IC卡1.2.1 非接触式IC卡的简介非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无外露部分[2]。

它是全球上最近发展成熟的一项技术，射频识别技术和IC卡技术被成功地结合起来，解决了无源和非接触这一难题，无源即卡中没有电源，这是电子科学领域的一大突破[2]。

卡片接近读写器天线产生电磁场的一定空间范围 (通常为50—100mm)，通过电磁波的发送来完成数据的读写操作。

1.2.2 非接触式IC卡的特点（1）操作快捷卡与读卡器之间的通讯是非接触的。

基于MSP430f2274的非接触式IC读卡器的设计与实现

【ｙｗｒｓＣｎａｔｓａｄ；ＩＬｗｐｗｒＩ０１４３Ｋｅｏｄ】ｏｔｌｓＩｃｒＲＦＤ；ｏｏｅ；Ｓ４４ＡｃｅＣ
０引言
针对传统的射频识别技术的读卡器的设计，大多射频卡的工作频
率为１５Ｈｚ功耗很大，２ｋ，因此要求应答器的线圈必须达到几百匝，由此产生的较大绕线界面及需要附加的电容器很难封装在小型塑料卡
【摘要】针对非接触式１．Ｍ读写器在功耗高、３５６体积大等方面问题，出了一种低功耗、提高安全性的研究模型。模型采用ＭＳ４０２７Ｐ３Ｆ２４为主控芯片和ＭＦＲＣ５２为射频芯片．保证通信稳定、干扰力强、信距离能达到１ｃ的前提下，以使系统有效降低功耗和体积。实２在抗通０ｍ可经
Ｍ＿ｈＨＡＮＪａＭＡＨａ＿ｉＡＹａｉｏ】
（ｈｎｘｌｉｔｆｃｎｌｇ， ’ｎＳａｎｉ７００）ＳａｎｉｓｔｅｏＴｅｈｏｏｙＸｉａｈａｘ，１３２ｈｔｕ
【ｓｒｃ］ｃｏｄｎｏｃｎａｔｓｒａｅｆ１．６ｎｐｗｒａｄｖｌｍｒｂｅｓｈａｅｕｓｆｒａｄａｌｐｗｒｈｇｅｕｉＡｂｔａｔＡｃｒｉｇｔｏｔｃｌｓｅｄｒｏ３５ＭＨｚｉｏｅｎｏｕｅｐｏｌｍ，ｔｅｐｐｒｐｔｏｗｒｏｏｅｉｈｓｃｒｙｅｗ— ｔ
２１０１年
第２１期
ＳＩＮＣＣＥＥ＆ＴＣＮＬＹＩＦＲＴＯＥＨＯＯＧＯＭＡ息

低功耗非接触式射频读写器的设计与实现

低功耗非接触式射频读写器的设计与实现
对于需要电池供电的便携式系统，功率问题成为电路设计考虑的重要
因素之一。

芯片电路的功耗主要来自开关的动态功耗和漏电的静态功耗。

动态
功耗主要是电容的充放电(包括网络电容和输入负载)以及P/NMOS同时打开形
成的瞬间短路电流。

静态功耗主要是扩散区与衬底形成二极管的反偏电流和关
断晶体管中通过栅氧的电流。

工作时序及软件算法设计有缺陷，会降低系统工
作效率、延长工作时间，也会直接增加系统能量的消耗。

本文将具体阐述低功
耗设计理念在基于MSP430和MFRC522的非接触式读写器上的应用与实现。

模块电路设计
系统选用MSP430F413单片机和MFRC522射频芯片。

为简化系统结构，本系统仅由低电压报警单元、MCU单元、射频收发单元、天线、红外发射接
收以及外围信号组成。

本系统选用的是SPI接口方式，其连接MSP430有五种低功耗模式，本
系统采用的是LPM_3，此时DC发生器的DC电流被关闭，只有晶振活动。

用
晶振做系统主时钟和定时器时钟源，对红外接收管脚中断使能定义，使红外发
射管每隔0.24s发射一个0.03ms的脉冲，间断地检测在天线范围内是否有卡，有卡时红外接收管产生中断进入中断服务程序。

这样让I/O口间歇运行既不影
响正常读卡也能节省电能。

尽量减少CPU的运算量，将一些运算的结果预先算好，放在Flash里，用查表的方式代替实时计算，需要运算时最好使用分数运算，尽量避免浮点数
运算。

定义变量时，尽量使用字符型变量。

减少CPU的运算量可以有效降低CPU的功耗。

总结。

非接触卡MCRF200及PSK读写器电路设计

非接触卡MCRF200及PSK读写器电路设计非接触卡MCRF200及PSK读写器电路设计摘要：本文介绍了非接触式IC卡芯片MCFR200的特点和工作原理，并对其在PSK工作模式下的读写器电路设计作了较详细的论述。

该PSK解调方法亦可用于设计TYPEB型卡读写器BPSK的解调电路。

PSK方式的优点是读出速度快捷。

关键词：非接触卡；MCRF200；读写器；PSK；负载调制１ＭＣＲＦ２００简介ＭＣＲＦ２００是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司生产的非接触式可编程无源ＲＦＩＤ器件，它的工作频率?载波?为１２５ｋＨｚ。

该器件有两种工作模式：初始?Ｎａｔｉｖｅ?模式和读模式。

所谓初始模式是指ＭＣＲＦ２００具有一个未被编程的存贮阵列，而且能够在非接触编程时提供一个缺损状态?其波特率为载波频率ｆｃ的１２８分频，调制方式为ＦＳＫ，数据码为ＮＲＺ码?；而读模式是指在接触或非接触方式编程后的永久工作模式，在该模式下，ＭＣＲＦ２００芯片中配置寄存器?详见后述?的锁存位ＣＢ１２置１，芯片上电后，将依据配置寄存器的设置并按协议发送数据。

ＭＣＲＦ２００的其它主要性能如下：●带有一次可编程（ＯＴＰ）的９６位或１２８位用户存储器（支持４８位或６４位协议）；●内含整流和稳压电路；●功率损耗极低；●编码方式可在ＮＲＺ码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码之间选择；●调制方式可在直接调制（ＡＳＫ）、ＦＳＫ、ＰＳＫ１和ＰＳＫ２（ＰＳＫ１、ＰＳＫ２定义见后述中选择）；●采用ＰＤＩＰ和ＳＯＩＣ封装形式。

２ＭＣＲＦ２００的工作原理２．１应用系统构成ＭＣＲＦ２００的典型应用系统构成如图１所示。

图中，引脚ＶＡ和ＶＢ接电感Ｌ１和电容Ｃ１构成的外接谐振电路，该ＬＣ谐振电路的谐振频率为１２５ｋＨｚ。

读写器边的ＬＣ电路?也谐振于１２５ｋＨｚ?则用于输出射频能量，同时可接收ＭＣＲＦ２００芯片以负载调制方式送来的数据信号。

２．２芯片内部组成原理图3 ＭＣＲＦ２００芯片的内部电路框图如图２所示，它由射频前端电路和存贮器电路两大块组成。

非接触式13.56MHz读卡器的设计

成本。
别信息由阅读器读出。射频识别技术涉及高频、电磁兼容、导体、半数据保护盒密码、造等技是无线电频率识别（ａｉＦｅｕｎｙＲｄｏｒｅｃｑ
Ｉｄｎｆａｉ，ＦＤ）ｎｅｔｃｔｎＲＩ的简称，ｉｏｉ即通过无线电波进行
与传统的ＭＦＲ５０相比，Ｃ２化了其内部Ｃ０ＭＦＲ５２简系统，掉了片内ＥＰＯ大大缩减了芯片命令去ＥＲＭ，集，它与主机问通信采用连线较少的串行通信，且可
（．ｏｌｅｏｃａｒｎｃＥｇｎｅｉｇＮｏｈｅｔｎＰｌｔｈｉｌＵｉｒｔ，ｉｎ７０７，Ｃｉａ１ＣｌｇｅｆＭｅｈｔｉｎｉｒ，ｒｗｓｒｏｙｃｎｃｎｖｓｙＸ１０２ｈｎ；ｏｓｅｎｔｅｅａｅｉａ
２ｉｎｏｏａｉｓｅｉｇ１０９，Ｃｉ）．ＡｓｏＣｒｒｔｎＩ．Ｂｉ００７ｈｎｉｐｏｎｊｎａ
ＤｅｉｎｏｏｔｃｌｓＣｅｄｅｔａｒｅｒｑｎｃｆ１５ＨｚｓｇｆｅｎａｔｅｓＩｒａｒｗｉｈａｃｒｉｒｆｅｕｅｙｏ３．６Ｍ
ＳＡＮｎｇＬＩＸｕｕ，ＳＨＩＹｉｉＨＹｉ，Ｕｒ。ｋａ
表明：系统３３Ｖ供电完全适合ＭＦＲ５２供电要求，．Ｃ２实现了低功耗和体积小的完美结合。关键词：Ｓ４０２７；频识别技术；Ｃ２；Ｓ４４ＡＭＰ３Ｆ２４射ＭＦＲ５２ＩＯ１４３中图分类号：Ｎ１．６Ｔ９６３文献标志码：Ａ文章编号：００— ６２２１）３— ０７— ３１００８（００００２０

非接触式RFID的读写器系统设计

维普资讯
非接触式ＲＦＤ的读写舞系统设计Ｉ
■ 江苏技术师范学院文舒祺牟志刚Ｕ
关键词
射频识别ＲＩＩＯ１６３通信协议读写器射频卡ＦＤＳ９５
引言
接触式卡又称射频卡（答器）它使用无线电调制方式和应，
稳压模块把整个系统的工作电压稳定在５Ｖ，ＭＡＸ７９芯４
片主要是为液晶模块提供所需的负电压。系统总体结构
框图如图１所示。
等）为射频信息钮，由基于Ｒ —ＲＣ一０Ａ的射频信息Ｉ６０１
钮读头模块、线、片机、天单电源稳压模块（ＵＡ７Ｏ）串口８５、
通信电路（ＭＡ２２）Ｘ３、液晶显示电路（Ｅ１３、ＳＤ３５
ＭＡＸ４）、７９无线收发模块（ＡＹＧ５Ｃ）等组成。电源９
卡 ” 对应的阅读器也相应遵循Ｉ（／Ｅ０３，Ｓ）ＩＣ１５６标准设计；
根据ＩＯ／ＥＣ４４ＳＩ１４３标准设计的卡是近耦合卡，应的阅对读器遵循Ｉ（／Ｅ１４３标准设计；据ＩＯ／ＥＣ１６３Ｓ）ＩＣ４４根ＳＩ５９标准设计的卡是遥耦合，应的阅读器遵循ｉｏ／对ｓＩＣ１６３标准设计。遥耦合卡比近耦合卡具有更远的读Ｅ５９

关于非接触式IC智能（射频）卡及其读写设备内核技术的研究与应用开发

关于⾮接触式IC智能（射频）卡及其读写设备内核技术的研究与应⽤开发关于⾮接触式IC智能(射频)卡及其读写设备内核技术的研究与应⽤开发上海华东磁记录电⼦公司张敏前⾔当今世界上⾮接触式IC智能射频卡（内建MCU，ASIC等）中的主流主要为PHILIPS公司的MIFARE技术，已经被制定为国际标准：ISO/IEC 14443 TYPE A标准。

欧洲⼀些较⼤的IC卡⽚制造商以及IC卡⽚读写器制造商以及IC卡⽚软件设计公司等（例如法国的GEMPLUS公司）⼤都以MIFARE技术为标准，⽽发展和推进IC卡⾏业。

通过阅读本⽂，相信有⼀定IC卡经验，技术及具有⼀定的计算机软/硬件技术（尤其是微处理单⽚机MCU技术）的同⾏定能将本⽂消化之后⽽能设计出诸多应⽤场合的产品，例如，门禁控制系统（Door Access System）,⾼速公路不停车收费系统，停车场收费管理系统，地铁⾮接触式IC智能射频卡的“刷卡”读写器，机关/企业内部考勤管理系统，医疗保险管理系统，公共交通收费管理系统，出租车收费管理系统，银⾏服务“⼀卡通”等等。

第⼀章Mifare 1 ⾮接触式IC智能(射频)卡⼀．Mifare 1⾮接触式IC智能射频卡特点Mifare 1 IC智能(射频)卡的核⼼是Philips 公司的Mifare 1 IC S50（-01，-02，-03，-04）系列微模块（微晶⽚）。

它确定了卡⽚的特性以及卡⽚读写器的诸多性能。

Mifare 1 IC智能(射频)卡采⽤先进的芯⽚制造⼯艺制作。

内建有⾼速的CMOS EEPROM，MCU 等。

卡⽚上除了IC微晶⽚及⼀副⾼效率天线外，⽆任何其他元件。

卡⽚上⽆源（⽆任何电池），⼯作时的电源能量由卡⽚读写器天线发送⽆线电载波信号耦合到卡⽚上天线⽽产⽣电能，⼀般可达2V以上，供卡⽚上IC⼯作。

⼯作频率13.56MHZ。

Mifare 1射频卡所具有的独特的MIFARE RF（射频）⾮接触式接⼝标准已被制定为国际标准：ISO/IEC 14443 TYPE A 标准。

非接触式IC卡读卡器设计2

摘要非接触式IC卡是IC卡领域的一项新兴技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。

由于非接触式IC卡具有操作快捷、抗干扰性强、工作距离远、安全性高、便于“一卡多用”等特点，在自动收费、身份识别和电子钱包等领域具有接触式IC卡所无法比拟的优越性具有广阔的市场前景。

非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡应用系统的关键设备之一。

本论文开发了一种读写距离为25MM 的非接触式IC卡读卡器。

本文首先对非接触式IC卡进行了概述，介绍了其特点、种类、国际标准、关键技术、典型应用和发展趋势；随后介绍了非接触式IC卡技术的基础：射频识别（RFID）技术，并对目前国际上具有代表性的两大非接触式IC卡技术：LEGIC技术和MIFARE技术进行了对比；紧接着重点介绍了Philips公司的MIFARE技术，对MIFARE卡片和MIFARE非接触式IC卡的读写组件MFRC500进行了全面的阐述；在此基础上，论文详细地阐述了非接触式IC卡读卡器的硬件和软件设计，给出了每一部分的实际电路图和应用程序。

读卡器的硬件设计包括电源供应电路、蜂鸣器驱动电路、RS232通信电路、MCU的连接、MFRC500接口电路和读卡器天线这几部分的设计,MFRC500接口电路的设计分为MFRC500与MCU接口电路设计、与电源接口电路设计和与天线射频接口电路设计三个部分。

论文介绍了电路的详细设计过程。

软件设计分为对MFRC500的应用程序的设计、对读卡器其他电路的应用程序设计和主程序设计三个部分，每一部分都给出了具体程序并对程序进行了详细的说明。

关键词：IC卡、非接触、射频识别、读卡器ABSTRACTContactless IC Card is one kind of new technology in the field of IC card,which is the combination of RF technology and IC card Technology.Because contactless IC card has some advantages over common IC card such as its high working speed、good anticollsion quality、long，working distance,there will be a good prospect for it in many fields such as automatic pricing、identity distinguishing、electric wallet,and so on.The contactless IC card reader is one of the key devices of a contactless IC card system.We developed one kind of contactless IC card reader,which is one part of a project and has about 25mm working distance.At first this paper generally introduces the contactless IC card,including its feature、type、international standard、key technology、typical usage and developing trendency.Then it introduces the RFID technology,from which the contactless IC card technology derived,andgives the compare of LEGIC technology and MIFARE technology,which are the representative technologies of contactless IC card technology at present.After that the MIFARE technology developed by PHILIPS Semiconductors is introduced in detail.The paper give emphasis to the introduction of MIFARE contactless IC card and the reader component,MFRC500.Based on these,the paper discusses the design of the contactless IC card reader in detail,inlcuding the circuit design and software design.The reader’s circuit is made up of power supply circuit、buzzer drive circuit、RS232 communication circuit、MFRC500 interface circuit and antenna,all.The paper gives the whole process of circuit design in detail.The software design includesprograming of MFRC500、programing of other circuit and programing of main program.All these programs are presented and remarked.KEY WORDS：IC Card, Contactless, RFID,IC Card reader目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (I)第一章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 IC卡的分类 (2)1.3 非接触式IC卡 (2)1.3.1 非接触式IC卡的特点 (2)1.3.2 非接触式IC卡的种类 (3)1.3.3 非接触式IC卡的关键技术 (4)1.3.4 非接触式IC卡的发展趋势 (5)1.4 IC卡的国际标准 (6)1.4.1 接触式IC卡的国际标准 (6)1.4.2 非接触式IC卡的国际标准 (6)1.4.3 IC卡的测试标准 (6)1.5 本论文的任务 (7)第二章非接触式IC卡技术 (8)2.1 射频识别技术 (8)2.1.1 系统管理层 (8)2.1.2 接口层 (8)2.1.3 从动应答子系统（应答器） (9)2.2 非接触式IC卡技术 (9)第三章 MIFARE技术 (11)3.1 MIFARE 1非接触式IC卡 (11)3.1.1 MIFARE 1非接触式IC卡特点 (11)3.1.2 MIFARE 1非接触式IC卡的功能组成 (12)3.1.3 RF射频接口电路 (12)3.1.4 数字电路模块 (12)3.1.5 MIFARE 1卡片的存储结构 (15)3.2 MIFARE读卡器组件 (16)3.2.1 MFRC500特性 (17)3.2.2 MFRC500模块引脚说明 (18)第四章非接触式IC卡读卡器硬件电路设计 (24)4.1 引言 (24)4.2 非接触式IC卡读卡器结构框图 (24)4.3 各主要芯片的选取及其设计 (25)4.3.1 CPU的选取 (25)4.3.2 非接触式Ic卡读卡器通信模块设计 (27)4.3.3 电源供应电路设计 (27)4．4 非接触式IC卡读卡器天线设计 (29)第五章非接触式IC卡读卡器硬件设计 (32)5.1 编程思想及编程语言的选择 (32)5.2 对MFRC500的应用程序设计 (32)5.2.1 发送询问指令 (34)5.2.2 防冲突 (34)5.2.3 选择卡片 (35)5.2.4 认证 (35)5.2.5 读取卡片 (35)5．2．6卡挂起 (35)5.3蜂鸣器驱动程序设计 (35)5.4 RS232通信程序设计 (36)5.4.1 通信协议设计 (36)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (41)附录 (42)第一章绪论1.1 前言智能卡的名称来源于英文名词“Smart card”，又称集成电路卡，即IC卡(Integrated Circuit Card)。

非接触式的射频读卡器设计分析

非接触式的射频读卡器设计分析无线射频识别技术（RFID）作为一项先进的自动识别和数据采集技术，已经广泛应用到生产制造、物流管理、公共安全等各个领域，并带动了读写机具和各类应用产品及系统的开发、生产和推广应用。

目前，在我国应用于13．56 MHz的无线射频识别技术领域主要有2个ISO标准，一个是IS014443，另一个是ISO15693。

ISO14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议，通信速率为106 kb／s，它们的区别主要在于载波的调制深度及位的编码方式。

ISO15693读写距离较远，而ISO14443读写距离稍近，但后者应用较广泛。

这三种协议的卡在各个领域都有着比较广泛的应用，而国内现有的13．56 MHz 的射频读卡器，一般仅支持一种协议，且功能较为单一。

基于这种现状，本文提出了基于TI公司的TRF7960射频芯片和宏晶公司的STCllF32XE高速单片机来设计多协议射频读卡器的设计方案。

在该读卡器上扩展了点阵图形液晶LCD和串行存储器W25X80以及USB 芯片PL2303等外围设备。

LCD可以显示各种图形和汉字，串行存储器用来存储点阵字库、图形库等，USB芯片使得该读卡器省去了串口和电源供电端口，可以通过该USB接口和PC管理软件通信。

该读卡器使用方便，简单，成本低，电路运行稳定，可以应用到各种场合。

1 读卡器的硬件设计STCllF32XE单片机是宏晶科技公司设计生产的单时钟／机器周期（IT）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代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。

STCllF32XE内部有32 KB的Flash，29 KB的EEPROM和1 280字节的SRAM。

本文采用的STCllF32XE是LQFP-44引脚，除了EA、ALE、PSEN和RST引脚可以定义为通用I／O外，还多了1 个P4口。

非接触式IC读卡器的设计

非接触式IC读卡器的设计【摘要】非接触式IC卡又称为射频卡，是IC卡领域的一项新兴技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。

非接触式IC卡读写器是非接触式IC 卡应用系统的关键设备之一，设计一款更为方便有效的读写器对于构建一个便捷实用的应用系统来说有着重要的意义。

本文设计是基于MFRC522射频芯片和STC11F32XE单片机的非接触式IC卡读卡器，并用该读卡器实现了对射频IC卡的读写操作。

实际操作表明，本文设计的读写器能够实现对射频卡的制卡、扣费及充值功能，成本低廉，便于携带，且容易操作。

【关键词】IC卡读卡器；非接触式；系统设计1.引言IC卡即是集成电路卡，也可以称为智能卡、微芯片卡等。

它的外形与磁卡很相似，因此只从外面很难辨别。

磁卡作为IC卡的发展基础，最初由日本人提出，法国相关公司研制出了第一枚IC卡。

早期的IC卡系统是接触式的，它有本身不可客服的缺点，如接触磨损、交易速率慢、难以维护、基础设施投入大等。

随着信息业和服务业的全球化，在一些场合，对信息载体的便携性、安全性等方面提出更高的要求，于是非接触式IC 卡以其无机械磨损、容易维护、方便使用等优点，成为IC卡中潜力最大的新军为备受国内外业界的瞩目。

非接触式IC卡是当今世界先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识别技术和IC技术结合起来，解决了无缘和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，使卡片在靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作。

非接触式IC卡一经问世，便立即引起广泛的关注。

非接触式IC卡操作方便、抗干扰性高、可靠性高、安全性高的特点，使得他在一些接触式IC卡不使用或者无法使用的场所，具有无可比拟的优势被广泛应用于公交、收费、门禁系统、考勤系统等领域。

一个非接触IC卡内部结构示意图如图1所示。

现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。

典型的射频识别应用系统由非接触式IC卡、非接触式IC卡读写器和应用系统组成，其中非接触式IC卡读写器是连接非接触式IC卡和应用系统的桥梁，是射频识别应用系统中的关键部件，因此设计一款安全有效的读写器有着重要的商业价值意义。

非接触式IC卡的应用毕业设计论文

非接触式IC卡的应用目录摘要 (2)ABSTRACT (3)1 引言 (1)1.1本课题的提出背景 (1)1.2本课题的研究意义 (1)1.3 国内外研究现状 (2)2 设计总体研究和涉及的主要技术 (3)2.1 非接触式IC卡门禁系统组成 (3)2.1.1读卡器 (3)2.1.2非接触式IC卡 (4)2.2非接触式IC卡门禁系统涉及的主要技术 (8)2.2.1自动识别技术 (9)2.2.2密码技术[5] (10)3 非接触式IC卡读卡器的硬件设计 (11)3.1非接触式IC卡读卡器整体模块 (11)3.2非接触式IC卡读卡器主控模块设计 (11)3.3非接触式IC卡读卡器通信模块设计 (12)3.4非接触式IC卡读卡器天线设计 (13)3.5非接触式IC卡读卡器报警模块的设计 (14)3.6非接触式IC卡读卡器射频模块接口电路设计 (15)4 非接触式IC智能卡应用的软件设计 (19)4.1 MFRC500底层驱动程序 (19)图4.1MF RC500底层驱动程序流程图 (19)4.2 单片机控制双方通信程序简述 (21)4.3设计结果概述 (25)5 总结与改进 (26)5.1论文总结 (26)5.2改进与提高 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A (29)附录B (30)摘要本论文介绍了一种基于非接触式IC卡的门禁管理系统的应用，非接触式IC 卡是IC卡领域的一项新兴技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。

射频识别（Radio Frequency Identification,简称RFID）技术[1]是最近几年发展起来的一门新的自动识别技术。

它利用射频方式在非接触式IC卡和读卡器之间进行双向通信，完成目标识别和数据交换，而卡上电路的工作电源由读卡器发出的电磁波能量提供。

由于非接触式IC卡具有操作快捷、防碰撞能力强、工作距离远、安全性高、便于“一卡多用”等特点，在身份识别、自动收费和电子钱包等领域具有接触式IC卡所无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。

【精品】基于单片机的非接触式IC卡的读写毕业论文设计

本科毕业论文（设计）题目：基于单片机的非接触式IC卡的读写学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。

2、不保密□。

（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日摘要非接触式IC卡是IC卡领域的一项新兴技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。

由于非接触式IC卡具有操作快捷、抗干扰性强、工作距离远、安全性高、便于“一卡多用”等特点，在自动收费、身份识别和电子钱包等领域具有接触式IC卡所无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。

非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡应用系统的关键设备之一。

本论文介绍了非接触式IC卡其特点、种类、国际标准、关键技术、典型应用和发展趋势，重点介绍了Philips公司的MIFARE 技术，对MIFARE卡片和MIFARE非接触式IC卡的读写组件MFRC500进行了全面的阐述；在此基础上，论文详细地阐述了非接触式IC卡读卡器的硬件和软件设计，给出了每一部分的实际电路图和应用程序。

读卡器的硬件设计包括数码管及LED状态显示电路、蜂鸣器驱动电路、MCU的连接、ZLG500AT读卡模块等几部分的设计，软件设计分为ZLG500AT模块的应用程序的设计和显示部分。

关键词：IC卡、非接触式、ZLG500AT读卡模块、读卡器AbstractContactless IC Card is one kind of new technology in the field of IC card, which is the combination of RF technology and IC card technology. Because contactless IC card has some advantages over common IC card such as its high working speed,good anti -jamming quality,long working distance, there will be a good prospect for it in many fields such as automatic pricing,identity distinguishing,electric wallet and so on. The contactless IC card reader is one of the key devices of a contactless IC card system. At first this paper generally introduces the IC card,including its feature,type,international standard,key technology and typical usage. After that the MIFARE technology developed by PHILIPS Semiconductors is introduced in detail. Based on these, the paper discusses the design of the contactless IC card reader in detail, including the circuit design and software design. The reader's circuit is made up of power supply circuit,LED and display circuit,buzzer drive circuit,MCU interface circuit ,ZLG500AT read-write module and so on. The software design includes programming of ZLG500AT module and programming of main program. KEYWORDS: IC Card, contactless, ZLG500AT read-write module, Card reader目录摘要 (3)Abstract (4)目录 (5)第一章绪论 (7)§1.1前言 (7)§1.2 IC卡的分类 (8)§1.3非接触式IC卡 (8)1.3.1非接触式IC卡的特点 (8)1.3.2非接触式IC卡的关键技术 (9)§1.4 IC卡的国际标准 (9)第二章 MIFARE技术 (11)§2.1 MIFARE 1非接触式IC卡的功能组成 (11)2.1.1 RF射频接口电路 (11)2.1.2数字电路模块 (12)§2.2 MIFARE 1卡片的存储结构 (13)§2.3 MF RC500 读写芯片简介 (14)第三章硬件电路设计 (15)§3.1 系统整体设计 (15)§3.2单片机最小系统介绍 (15)3.2.1 AT89S52简介 (15)3.2.2 单片机复位电路 (16)§3.3 MAX7219及数码管显示 (16)3.3.1 MAX7219简介 (16)3.3.2 MAX7219与单片接口电路 (18)§3.4 WBL500UG模块 (19)3.4.1 概述 (19)3.4.2 基本参数 (19)3.4.3引脚定义 (19)3.4.4编程说明 (20)3.4.5通讯命令 (21)§3.5蜂鸣器、工作状态指示灯与单片机接口 (21)3.5.1蜂鸣器驱动电路 (21)3.5.2工作状态指示灯电路 (22)§3.6串口通信 (22)3.6.1 MAX 232芯片简介 (22)3.6.2硬件连接图 (23)第四章软件设计 (24)§4.1非接触式IC卡处理子程序流程图 (24)§4.2显示子程序 (24)§4.3读写卡的实现 (26)第五章系统调试 (28)5.1 串口通信 (28)5.2硬件系统调试 (28)5.3软件调试 (29)第六章总结与展望 (30)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 硬件电路图 (34)附录B 软件主程序 (35)第一章绪论§1.1 前言IC卡的概念是70年代初提出来的[1]，法国布尔(BULL)公司于1976年首先创造出IC卡产品，并将这项技术应用到金融、交通、医疗、身份证明等多个行业，它将微电子技术和计算机技术结合在一起，提高了人们生活和工作的现代化程度。

非接触式RFID读写器系统的研究

ｃｒ，ａｄｄｔｏａｄｎａａｃｍｍｕｉａｉｎｂｔｅｎｒａｅｎｈＧｃｒｓｃｎａｔｓ．Ｂｃｕｅｔｅｐｏｉ￣ｎｃｔｅｗｅｅｄｒａｄｔｅＩａｄｉｏｔｃｌｓｏｅｅａｓｈｒｘｍｉ
费系统。同时还可考虑将其用于盲人导航系统，读
分是物理特性；第二部分是射频界面；第三部分是初
始化和反碰撞；四部分是传输协议。第
标准规定了ＲＩＦＤ系统的波特率为１６ｂｓ载０Ｋ／，
波频率是１．６ｚ从阅读器到射频卡的数据调制３５ＭＨ，到载波频率上，且采用１％ＡＳ非同步时序和并０Ｋ、
本系统的通信方式为串行、异步和全双工。国际标准ＩＯ１４３规定了１．６ｚ射频卡的作用原Ｓ４４３５ＭＨ理和工作参数，Ｏ４４Ｉ１４３标准由四部分组成：Ｓ第一部
此产生的较大绕线界面及需要附加的电容器很难封装在小型塑料卡片内。本方案采用１．Ｍｚ３６Ｈ工作频率的应答器系５统，它的应答器线圈由约５匝绕线组成，体积大大减小，于携带，有新的市场，如用非接触Ｉ便拥例Ｃ卡（射频卡）作为公共交通车票，也适用于门禁、考勤、会议签到以及高速公路、加油站、停车场、公交等收
１引言
近年来，自动识别方法在服务领域、物销售与货
的信息。虽然现在也有ＧＳ盲人导航系统，因其Ｐ但

非接触式IC卡射频识读器的设计与实现

非接触式IC卡射频识读器的设计与实现作者：王慧陈德金黄浩恩严谨来源：《无线互联科技》2019年第08期摘 ; 要：针对接触式IC卡技术的接触问题以及有源工作，采取射频识别技术与IC卡技术相结合的方法，解决了IC卡技术接触性的问题，实现IC卡的非接触使用与无源工作的功能，并在此基础上附加语音播报功能。

文章主要研究的带语音功能的识读器是以射频识别技术为基础，MIFARE卡作为识读器识别的对象、根据ISO14443A协议、采用非接触式IC卡常用的读写芯片MFRC522作为读写模块核心芯片，以WT588作为语音播报芯片，STC89C52单片机作为主控芯片来达到设计要求的。

关键词：非接触式IC卡;射频识别;单片机;语音播报20世纪90年代中期以来，基于现代微电子技术和射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术之上的各种非接触式集成电路卡（Contactless Integrated Circuit Card，CICC）应运而生，双称IC卡。

与接触式IC卡相比较，非接触式IC卡继承接触式IC卡容量大、安全性高等优点，又克服了因触点外露导致的污染、磨损、静电以及插卡才能访问的缺点[1]。

而且非接触IC卡还具有一些其他优越的性能，如操作快捷、抗干扰性强、高可靠性、寿命长、多种工作距离等。

正是由于这些优点，非接触式IC卡在公共汽车自动售票系统、学校一卡通系统、门禁考勤系统、仓库管理系统、实验室设备管理系统中都有广泛的应用。

非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡系统的重要组成部分，它是非接触式IC卡得以被广泛应用于各个领域的关键。

本文介绍了一种带语音提示功能、抗干扰能力强、低功耗、结构简单、性能稳定的识读器设计方案，能可靠实现识读器与卡之间的数据传输。

1 ; ;非接触式IC卡的内部结构和工作原理MIFARE卡电气部分只由一个天线和专用集成电路（Application Specific Intergrated Circuits，ASIC）组成[2]。

射频识别非接触式IC卡读卡器的设计

应信号。 21 2 单片机与读卡模块通信时序
无论数据传输的方向如何, SPI 线上信号的波形总是如图 3 所示。
时间进行监视, 一旦接收器响应, 则 M CU 必须根据数据传输的方向严格控制以下几个时间, 以确保数据传输无误。
t1 为数据接收器响应至 M CU 产生第一个 SCL K 上升沿时间。
( 2) 防重叠操作: 如果有多张 M IF A RE 卡片处在卡片读写器的天线的工作范围之内时, M CM 将首先与每一张卡片进
单片机对 M FR C500 的内存寄存器的读写来控制 M FRC500。读卡或写进卡片上的数据均通过 M F RC500 来传递。写 M FR C500 意味着去控制 M F RC500, 传送不同类型的
收稿日期: 2006- 04- 20; 修回日期: 2006- 05- 31。作者简介: 李淑琴( 1982- ) , 女, 江西临川人, 硕士, 主要从事计算机测控和电力电子方向的研究。
31 1 工作流程
读卡器对 M IFA RE 卡的操作流程如图 4 所示。
图 3 通信时序图
由图中可以看出在 SS 为低的情况下, 时钟和数据线上才有信号, 且在 SCL K 为低时 SD AT A 变化, 在 SCL K 为高时 SD AT A 应保持稳定。传输中从数据发送器请求开始至数据接受响应的时间是不确定的, 取决接受器内的 M CU 是否忙。在电路设计时笔者设置了一个看门狗定时器对数据接收器的响应
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第3期
李淑琴, 等: 射频识别非接触式 IC 卡读卡器的设计

MFRC500射频卡识别电路的设计

2工作电压：5.5V到3.3V（5V单片机）/3.8V到2.0V（3V单片机）
3工作频率范围：0到40MHZ,相当于普通8051的0到80MHZ，实际工作频率可达48MHZ。
4用户应用程序空间：4K/8K/13K/16K/32K/64K字节。
5片上集成1280字节或512字节RAM.
6通用i/o口40，复位后为P1/P2/P3/P4/是双向口/弱上拉（普通8051传统i/o口）：p0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为i/o口用时，需加上拉电阻。
4) 安全性好。MIFARE 卡的序列号是全球唯一的，不可以更改；读写时卡与读写器之间采用三次双向认证机制，互相验证使用的合法性，而且在通讯过程中所有的数据都加密传输；此外，卡片各个分区都有自己的读写密码和访问机制，卡内数据的安全得到了有效的保证。
5)适合于一卡多用。MIFARE 卡的存贮结构及特点（大容量--16分区、1024字节），能应用于不同的场合或系统，尤其适用于学校、企事业单位、智能小区的停车场管理、身份识别、门禁控制、考勤签到、食堂就餐、娱乐消费、图书管理等多方面的综合应用，有很强的系统应用扩展性，可以真正做到“一卡多用”。
6.1论文的主要研究成果13
MFRC50射频卡识别电路的设计
摘要:随着经济建设的不断发展，社会经济活动的日益增长，对于公共交通行业、无线通信领域、卫生保健行业、封闭式场所管理、身份识别、电话通信、大楼保安系统等，人们亦愈来愈多地开始接受和使用IC智能卡。特别是银行服务系统，IC智能卡替代流行多年的磁卡而服务于大众已日渐成熟。并且“一卡通”，一卡多用，给我们生活质量带来了很大的提高。IC智能卡自动电表抄表系统、煤气/自来水抄表系统、公交/地铁自动售票/检票系统、移动通信手机中IC智能SIM卡等，已愈来愈贴近我们的生活，成为我们生活的一部分。“刷卡”已成为人们日常生活中不可或缺的一部分

非接触式IC卡读写器的设计

非接触式IC卡读写器的设计庄捷【摘要】Atmel公司的U2270B基站芯片是一种低成本结构的非接触读写处理芯片,用于对Temic系列射频识别卡进行读写,是当今世界低频、低成本和低档次射频识别卡应用的较有代表性产品.本系统选用AT89S52单片机作为主控模块,与TEMIC系列射频识别卡读写模块、串口通信模块和声光提示电路共同构成了一个TEMIC系列射频识别卡读写器系统.【期刊名称】《常州信息职业技术学院学报》【年(卷),期】2010(009)002【总页数】4页(P30-33)【关键词】非接触式IC卡(CICC);射频识别卡(RFID);U2270B;AT89S52【作者】庄捷【作者单位】常州联合自动科技有限公司,江苏常州,213003【正文语种】中文【中图分类】TP368.1非接触式IC卡(CICC)的最显著特点，就在于“非接触”。

正是此特点，改善了其使用性能，拓展了其应用领域，同时也确立了其独特的体系结构和支撑技术基础。

作为一项多学科融合嫁接的产物，其发展和未来不仅受益于接触式IC卡有关的各项现代科学技术成就，而且大量借用了射频识别(RFID)和数字通讯等领域的已有经验和成果。

当前实际应用中主要采用的是以ATMEL公司的TEMIC系列为主的125 kHz射频卡和以PHILIPS公司的MIFARE技术为核心的13.56 MHz射频卡。

本文采用ATMEL公司的AT89S52单片机和该公司TEMIC系列射频卡的读写基站芯片U2270B研制开发TEMIC系列射频卡读写器。

一个完整的非接触IC卡应用系统通常是由图1所示三大部分组成。

1)非接触IC卡(Contactless Integrated Circuit Card，CICC)。

CICC由最终用户持掌并记录其全部或部分信息的便携式信息载体，是系统中发行量最大的部件，少则数百、上千，多则几十万、上百万。

2)读写器(Read-Write Devices)。