射频卡读写器 ymm
射频识别卡读写模块的设计与应用 摘 要
射频识别卡读写模块的设计与应用摘要I摘要随着电子信息技术的发展，智能卡（IC 卡）已经在我们的生活中随处可见。
射频识别卡正逐渐取代传统的接触式IC 卡，成为智能卡领域的新潮流。
研究、开发射频识别卡的读写技术与读写设备，对其推广有着重要的实际意义。
本文首先介绍了射频识别卡及射频识别系统的工作原理。
为了使应用系统的开发人员无需掌握复杂的射频识别技术就可快速开发射频识别卡应用产品，本文基于模块化的设计思想设计开发了射频识别卡Mifare1 的读写模块。
该读写模块不仅能完成对射频识别卡的控制和读写操作，而且可供用户在其基础上进行二次开发。
文中详细讨论了读写模块的具体实现。
硬件部分介绍了系统的组成、MCU 与读写芯片的接口设计与硬件电路的实现。
软件部分重点阐述如何实现射频识别通信的底层驱动，并在此基础上将卡片的操作用函数形式封装，以供用户调用。
函数的封装严格按照软件工程的要求，具有硬件无关性，方便用户二次开发。
然后，给出了读写模块的两个应用实例：RFID卡通用读写卡器及带网络接口的考勤机，简要的介绍了其设计方法和用途。
最后，对本文所做工作进行了总结，并给出今后研究工作的展望。
关键词：射频识别，IC卡，读写设备作者：徐丽华指导老师：王宜怀ABSTRACT The Design and Application of Read/Write Module of RFID CardIIABSTRACTWith the rapid development of electronic information technology ，smart cards (IC card) are now very popular in our life. Radio Frequency Identification (RFID) card is becoming a new fashion in the application field of smart card, replacing the traditional contacting IC card. So it is of great practical significance to study the technology of RFIDCard and develop the read/write device of RFID card for its generalization.The common concept of the RFID card and the basic working principle of RFID system are explained chiefly in the first part of this paper. Then, a read/write module ofMifare1 RFID card is developed, based on the modular designing mind. The users of application system may develop their practical products rapidly with our modulewithoutunderstanding the details of RFID technology. The read/write module can not only do thecontrol and read/write operations of the RFID card, but also can be redeveloped. The wayto implement the read/write module is discussed in detail, including two parts, the hardware and the software. The former part includes the constitutes of the system, the design of the interface between MCU and the chip of RFID module, and the realization ofthe hardware circuits. And the latter mainly introduces how to drive the RFID communication and encapsulate the operation of the card into functions which can be transferred by the customers conveniently. The functions are irralated with hardware bydoing its encapsulation according to the rules of software engineering.Then, two application examples based on read/write module are given, one is a generalread/writedevice and the other is a check-in machine with network interface.At last, all the work are summarized and a research prospect of the subject in future is promised .Keywords：Radio Frequency Identificatiion(RFID)，IC card，read/write device，Author:Xu LihuaSupervisor:Wang Yi huai射频识别卡读写模块的设计与应用目录目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章概述 (1)1.1 射频识别卡 (1)1.1.1 关于射频识别技术 (1)1.1.2 智能卡（IC卡） (1)1.1.3 射频识别卡 (2)1.1.4 RFID卡的优点 (2)1.1.5 RFID卡的应用 (3)1.1.6 RFID卡读写设备 (3)1.2 关于本课题 (3)1.2.1 RFID卡读写模块构思 (4)1.2.2 读写模块设计思路 (5)1.3 本文工作与论文结构 (6)1.3.1 本文工作 (6)1.3.2 论文结构 (7)第二章相关理论与技术 (8)2.1 射频识别卡的基本原理与相关技术 (8)2.1.1 射频识别系统的基本原理 (8)2.1.2 射频识别系统的分类 (9)2.1.3 能量传送 (10)2.1.4 数据传送 (10)2.1.5 数据完整性 (12)2.1.6 数据安全性 (12)2.2 RFID卡的国际标准 (13)2.2.1 RFID卡的国际标准 (13)2.2.2 近耦合IC卡国际标准ISO/IEC 14443 (13)2.3 RFID卡-Mifare (14)2.3.1 Mifare 1卡的特性 (15)2.3.2 Mifare 1芯片的逻辑结构 (15)2.3.3 存储器组织结构 (16)2.3.4 对Mifare 1的读写控制 (16)第三章读写模块硬件设计 (19)3.1 硬件系统组成 (19)3.2 芯片选型 (20)3.2.1 嵌入式微控制器MCU (20)3.2.2 射频读写芯片 (21)3.3 微控制器MC68HC908GP32 (22)3.3.1 GP32特性 (22)3.3.2 GP32主要功能模块 (23)3.4 射频读写芯片MF RC500 (23)目录射频识别卡读写模块的设计与应用3.4.1 MF RC500的功能结构 (23)3.4.2 MF RC500的引脚说明 (24)3.4.3 MF RC500的寄存器 (25)3.4.4 MF RC500的并行接口 (25)3.5 读写模块硬件说明 (26)3.5.1 GP32与MF RC500的连接 (27)3.5.2 天线及相关电路的设计 (28)3.6 硬件测试 (29)3.6.1 GP32微控制器系统的测试 (29)3.6.2 GP32对MF RC500的控制 (30)3.6.3 MF RC500的天线测试 (31)第四章读写模块软件设计 (32)4.1 软件设计概述 (32)4.1.1 软件功能概述 (32)4.1.2 软件开发环境 (33)4.2 读写模块中的在线编程技术 (33)4.3 软件设计中与主控芯片相关部分 (34)4.4 GP32对MF RC500的基本操作 (36)4.4.1 访问MF RC500寄存器 (36)4.4.2 MF RC500的FIFO缓冲区机制 (39)4.4.3 MF RC500的命令 (40)4.5 与Mifare 1的射频识别通信 (41)4.5.1 Mifare 1的状态及射频通信处理流程 (41)4.5.2 卡片识别及选中过程 (42)4.5.3 密码验证过程 (50)4.5.4 对MF1存储区的操作 (52)4.6 读写模块的接口函数 (54)4.6.1 读写模块的底层通信函数 (54)4.6.2 读写模块的高级接口函数 (55)第五章应用实例 (57)5.1 通用读写卡器 (57)5.1.1 通用读写卡器系统组成 (57)5.1.2 通用读写卡器硬件说明 (58)5.1.3 通用读写卡器MCU方程序 (59)5.1.4 通用读写卡器PC机方函数库 (61)5.1.5 通用读写卡器应用 (61)5.2 带有网络接口的考勤机 (62)5.2.1 嵌入式网络接口技术 (62)5.2.2 读写卡模块和嵌入式网络接口的结合 (62)5.2.3 关键技术说明 (63)5.2.4 服务器方测试软件 (65)第六章总结 (66)致谢 (67)射频识别卡读写模块的设计与应用目录参考文献 (68)附录1 MC68HC908GP32结构框图 (70)附录2 MF RC500的寄存器 (71)附录3 MF RC500的命令集 (72)附录4 读写模块函数说明 (74)攻读学位期间公开发表的论文 (77)射频识别卡读写模块的设计与应用第一章概述1第一章概述射频识别卡技术是近几年发展起来的一项新技术，它成功地结合射频识别技术和IC 卡技术解决了无源（卡中无电源）和免接触的难题，是电子信息技术领域的一大突破。
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。
一种基于Mifare卡的射频读写器的设计与实现
一种基于Mifare卡的射频读写器的设计与实现
曾统一;靳斌
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(024)029
【摘要】非接触式IC卡技术,成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来.其中非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡技术应用的关键之一.文中介绍的非接触式IC 卡读卡器是以射频识别技术为基础.以MIFARE卡作为非接触式IC卡读卡器识别对象.根据1S01443A协议,采用非接触式IC卡读写芯片(Phililzs)MFRC500和
AT89C52单片机来设计,简要介绍了非接触式IC卡内部结构和工作原理.读写器芯片MFRC500的主要特性和内部结构,详细阐述了非接触式IC卡读卡器硬件电路和软件开发,该读卡器性能稳定,功耗低,抗干扰能力强,读写距离可达100mm.
【总页数】3页(P293-294,297)
【作者】曾统一;靳斌
【作者单位】610039西华大学;610039西华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.基于MF RC500的Mifare1卡读写器的设计与实现 [J], 龚阿世;惠晓威
2.基于CF接口的射频卡读写器设计与实现 [J], 刘志宇;郭裕顺
3.基于MF RC500的Mifare射频卡读写器设计 [J], 李和平;黎福海
4.一种基于MF RC500的Mifare1卡读写器的设计与实现 [J], 孙颖;张敬敏;张志佳
5.一种基于MF RC500的Mifare1卡读写器的设计与实现 [J], 孙颖;张敬敏;张志佳
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射频读写器工作原理
射频读写器工作原理射频读写器是一种广泛用于无线通信领域的设备，它能够实现对射频标签进行无线识别和读写操作。
射频读写器主要由天线、射频模块、控制模块和接口电路等部分组成，其工作原理涉及射频信号的发射、接收和数据处理等多个方面。
射频读写器的工作原理与射频标签的特性密切相关。
射频标签内置有一定的天线和芯片，能够接收和发送射频信号。
当射频读写器向射频标签发送一定频率的射频信号时，标签内的天线会捕获该信号并将其用于激励芯片，从而使得芯片能够产生响应信号。
射频读写器在工作过程中会通过天线向空间发射一定频率的射频信号。
这种射频信号会经过空气传播到达射频标签处，激励标签内的芯片产生响应信号。
当射频读写器接收到标签发送的响应信号后，会经过射频模块进行信号解调和分析，最终得到射频标签的识别信息或存储数据。
射频读写器的控制模块负责对射频模块的工作进行控制和调度，包括发射射频信号的频率、功率、调制方式等参数的设定，以及接收信号的解调、滤波和信号处理等功能。
控制模块还会对读写操作进行编码解码、加密解密等数据处理，保证通讯的安全性和可靠性。
射频读写器的接口电路负责和外部系统进行数据交互，可以通过串口、网络接口等方式将识别到的射频标签信息传输给上层系统，或者接受上层系统发送的读写命令并执行相应操作。
射频读写器的工作原理可以归纳为：通过发射一定频率的射频信号，激励射频标签的芯片产生响应信号；读写器接收并解调射频标签的响应信号，最终实现对射频标签的识别、读写等操作。
其内部包含射频模块、控制模块、接口电路等组成部分，能够实现高效、安全的射频通讯。
MIFARE卡片简介
1、非接触式IC卡简介非接触式IC卡简介又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。
主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。
1．1、工作原理射频卡工作的基本原理是：射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC协振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。
射频卡与接触式IC卡相比有以下优点：1 可靠性高，无机械接触，从而避免了各种故障；2 操作方便，快捷，使用时没有方向性，个方向操作；3 安全和保密性能好，采用双向验证机制。
读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡验证读写器的合法性。
每张卡均有唯一的序列号。
制造厂家在产品出长前已将此序列号固化，不可再更改，因此可以说世界上没有两张相同的非接触IC卡；4 可多卡操作，具有快速防冲突机制；5 可以适合多种应用，它的存储结构特点使它一卡多用，用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。
典型应用：公路自动收费、公共汽车、员工卡。
M1卡简介一、主要指标容量为8K位EEPROM分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位每个扇区有独立的一组密码及访问控制每张卡有唯一序列号，为32位具有防冲突机制，支持多卡操作无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次工作温度：-20℃~50℃(温度为90%)工作频率：13.56MHZ通信速率：106KBPS读写距离：10mm以内（与读写器有关）二、存储结构1、M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成，（我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63，存贮结构如下图所示：块0 数据块 0 扇区0 块1 数据块 1块2 数据块 2块3 密码A 存取控制密码B 控制块 3块0 数据块 4 扇区1 块1 数据块 5块2 数据块 6块3 密码A 存取控制密码B 控制块 7∶ ∶ ∶数据块 60 扇区15 1 数据块 61 2数据块 623密码A 存取控制 密码B 控制块 632、第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。
射频卡读写器使用方法
射频卡读写器使用方法
射频卡读写器是一种常见的电子设备，可以读取和写入射频卡中的数据。
以下是使用射频卡读写器的方法：
1.准备工作：首先需要将射频卡读写器连接到电脑或其他设备上，并安装好相应的驱动程序和软件。
2.读取数据：将射频卡放置在读写器上，启动软件，然后点击读取按钮。
系统会自动读取射频卡中的数据，包括卡号、余额等信息。
3.写入数据：如果需要对射频卡中的数据进行修改，可以点击写入按钮，然后按照软件提示进行操作。
例如，可以修改卡号、充值金额、使用时间等信息。
4.注意事项：在使用射频卡读写器时，需要注意以下几点：首先，射频卡读写器应该保持清洁，防止灰尘或污垢影响读取或写入；其次，读写器的读取距离应该与射频卡的距离适当，过远或过近都可能导致读取失败；最后，使用射频卡读写器时应该注意安全，防止数据泄露或其他安全问题。
总之，射频卡读写器是一种非常实用的电子设备，可以方便地读取和写入射频卡中的数据，为我们的生活和工作带来了很多便利。
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射频识别系统读写设备基本原理简介
射频识别系统读写设备基本原理简介[摘要]本篇文章重点介绍了射频识别系统读写设备的实现原理。
射频标签读写设备是射频识别系统的两个重要组成部分（标签与读写器）之一。
射频标签读写设备根据具体实现功能的特点也有一些其他较为流行的别称，如：阅读器（Reader），查询器（Interrogator），通信器（Communicator），扫描器（Scanner），读写器（Reader and Writer），编程器（Programmer），读出装置（Reading Device），便携式读出器（Portable Readout Device），AEI 设备（ Automatic Equipment Identification Device）等。
通常情况下，射频标签读写设备应根据射频标签的读写要求以及应用需求情况来设计。
随着射频识别技术的发展，射频标签读写设备也形成了一些典型的系统实现模式，本章的重点也在于介绍这种读写器的实现原理。
从最基本的原理角度出度，射频标签读写设备一般均遵循如图所示的基本模式。
读写器即对应于射频标签读写设备，读写设备与射频标签之间必然通过空间信道实现读写器向射频标签发送命令，射频标签接收读写器的命令后做出必要的响应，由此实现射频识别。
此外，在射频识别应用系统中，一般情况下，通过读写器实现的对射频标签数据的无接触收集或由读写器向射频标签中写入的标签信息均要回送的应用系统中或来自应用系统，这就形成了射频标签读写设备与应用系统程序之间的接口API（Application Program Interface）。
一般情况下，要求读写器能够接收来自应用系统的命令，并且根据应用系统的命令或约定的协议作出相应的响应（回送收集到的标签数据等）。
读写器本身从电路实现角度来说，又可划分为两大部分，即：射频模块（射频通道）与基带模块。
射频模块实现的任务主要有两项，第一项是实现将读写器欲发往射频标签的命令调制（装载）到射频信号（也称为读写器/射频标签的射频工作频率）上，经由发射天线发送出去。
什么是射频卡
非接触式IC卡由IC芯片， 感应天线组成， 并完全密封在一个标准PVC卡片中， 无外露部分。非接触式IC卡的读写过程， 通常由非接触型IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。
非接触型IC卡本身是无源体， 当读写器对卡进行读写操作时， 读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后， 与其本身的L/C产生谐振， 产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、存储等， 并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统， 无论是硬件结构， 还是操作过程都得到了很大的简化， 同时借助于先进的管理软件，可脱机的操作方式， 都使数据读写过程更为简单。
2．操作方便，快速：由于非接触通讯，读写器在10cm范围内就可以对卡片操作，所以不必 插拨卡，非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写?鞅砻?，即可完成操作，这大大提高了每次使用的速度。
3．防冲突：非接触式卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此，读写 器可 以“同时”处理多张非接触式IC卡。这提高了应用的并行性，无形中提高了系统工 作速度。
二、Ml系统参数
Ml非接触式符合MIFAREI国际标准，容量为8K位，数据保存期为10年，可改写10万次，读无 限次。Ml卡不带电源，自带天线，内含加密控制逻辑电路和通讯逻辑电路，卡与读写器之间的通讯采用国际通用的DES和RES保密交叉算法，具有极高的保密性能。
工作频率：13．56HMZ *通信速率：106HB波特率
一、简述
射频卡又叫非接触式IC卡， 诞生于90年代初，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识技术和IC卡技术结合起来，解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域 的一大突破。由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点，使之一经问世， 便立即引起广泛的关注， 并以惊人的速度得到推广应用。
无线射频识别技术：RFID读写器工作原理
RFID读写器(Radio Frequency Identification的缩写)又称为“RFID阅读器”，即无线射频识别，通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签，操作快捷方便。
RFID 读写器有固定式的和手持式的，手持RFID读写器包含有低频、高频、超高频、有源等。
RFID工作原理RFID阅读器(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。
典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
射频识别系统的基本模型如图1所示。
其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。
电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。
发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。
(1)电感耦合。
变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律，如图2所示。
(2)电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。
优势RFID读写器作为应用系统中必不可少的一部分，其选型正确与否将关系到客户项目能否顺利实施和实施成本；在读写器选用方面最好经过严密的流程才能保证项目的成功。
首先、需要关注读写器设备的频率范围，看其是否满足项目使用地的频率规范；第二、了解读写器的最大发射功率和配套选型的天线是否辐射超标；第三、看读写器具备的天线端口数量，根据应用是否需要多接口的读写器；第四、通讯接口是否满足项目的需求；第五、了解读距和防碰撞指标，读距指标要明确什么天线和标签下测试的；防碰撞要明确什么标签在什么排列方式下多长时间内全部读完；第六、一个RFID应用系统除了和读写器有关外，还和标签、天线、被贴标物品材质、被贴标物品运动速度、周围环境等相关，在确定设备前最好能模拟现场情况进行测试和验证，确保产品真是能满足应用需求；第七、模拟情况下连续测试设备的稳定性，确保能长时间的稳定工作。
TEMIC系列射频卡读写器的研制
TEMIC系列射频卡读写器的研制TEMIC系列射频卡读写器的研制摘要：介绍了TEMIC系列射频卡的一种读写器，它可以对ATMEL 公司的TEMIC系列射频卡E5550、E5551和T5557进行读写。
通过使用这个读写器，可以对上述射频卡进行块写、块读、规则法、工作模式设置、密码设置、取消密码和更改密码等操作。
关键词：射频卡 U2270B AT89S52射频卡是一种非接触式智能IC卡，是近几年发展起来的一项新技术。
它没有接触式IC卡的电气触点，而是通过无线电波进行数据传输，相对于传统的接触式IC卡具有可靠性高、寿命长等明显优势，因而得到了广泛应用。
当前实际应用中主要采用的是以ATMEL公司的TEMIC 系列为主的125kHz射频卡和以PHILIPS公司的MIFARE技术为核心的13．56MHz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。
图11 TEMlC系列射频卡特性及原理TEMIC系列射频卡的特点为：(1)低功耗、低电压的CMOS结构；(2)无线电源供给，无线数据传输；(3)射频频率为100~150kHz；(4)264bit的EEPROM，且有写保护功能；(5)加密逻辑、唤醒功能，多种波特率，多种编码方式。
TEMIC系列射频卡内有264bit的EEPROM，(范文先生网收集整理)被分成8块(block)，每块为33bit，其中bit0是lock位，此位一旦写"1"后，该块数据就不能再作任何修改。
8个block中，block0是控制块，用来控制卡的各种操作特性，如同步信号、编码方式、波特率、数据流长度、加密和口令唤醒等功能的启用关闭等；blockl~bloc6是用户块，用来存放用户数据和信启、；block7是密码块，若加密功能不被启用，也可以作为用户块使用。
在使用射频卡之前都要先设置射频卡的工作模式，这可通过设置控制块block0来完成。
射频卡原理
射频卡原理及应用关键词：射频卡原理及应用无线智能卡(又称射频卡)是一种无源(免供电)内藏特殊密匙数码的密码卡，它利用双向无线电射频技术，完成卡的数码识别，亦即代表了持卡人的身份和相关信息。
这种新科技因具有诸多优点，正在逐步取代光电卡，磁卡，接触IC卡等，是未来智能IC卡发展的主流方向。
它广泛应用在身份鉴别、信用鉴别、自动化控制、安全防范领域，其安全性、保密性，实用性是目前各种通用防范电路无法比拟的。
一、无线智能卡本文介绍的无线智能卡属于无源加密存储器只读方式，其芯片内除带有64bits的加密串行EPROM 外，还带有调制码发生器输出端口，与外围射频电路共同组成无线连接式数据的发送。
它的最大特点是无需电池供电，依靠无线电磁波提供系统所需的能源。
无线智能卡的内部结构，其芯片在出厂前已固化特殊密匙数码群中之一组密码信息。
在主机识别系统下登录而成为系统的用户卡，该卡将在主机系统设定的规则下，进行身份识别和各种交易。
无线智能卡的芯片体积只有4mm×8mm×1mm，因此，可根据用户需要制成存放在钱包里的名片卡、挂在职员胸前的出入卡、联在匙扣的匙牌卡，甚至可以做成饰物礼品卡、超微型隐藏卡。
它与无线读卡模块及主机读写器甚至电脑联网系统配合，可以组建高性能、智能化身份管理识别系统。
二、无线读卡模块无线智能卡与主机读写识别系统要完成信息交流，必须依赖无线电波作为运输工具，显然无线电发射与接收电路在此系统中占有举足轻重的作用。
模块化的无线读卡电路，将不易调试制作的高频收发电路固态化，使得智能卡及其读写识别系统制作大为简化.模块内固化了双向传输数据所需要的无线收/发电路，最后从模块的OUT脚输出串行数据信号。
该信号可以送入专用识别控制电路或单片管理机，进行各种各样预设功能的控制。
无线读卡模块根据工作电压、幅射范围、输出接口等要求，设计多种型号，附表列出了由中山市达华电子厂生产的部分模块参数，供读者参考。
射频卡读写器的硬件电路实现
射频卡读写器的硬件电路实现
姜波
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】射频卡读写器是发卡计算机对射频卡进行相应操作的接口设备,其功能类似于计算机的刻录机.以PHILIPS公司生产的载波频率为13.56MHz,典型操作距离为2.5cm的MIFARE 1型射频卡和MIFARE读写器核心模块MCM200为研究对象,通过单片机89C51来控制MCM200完成各种操作,并通过RS232与计算机进行通信.阐述了读写器的硬件组成原理以及整个系统的简要操作说明.
【总页数】2页(P190-191)
【作者】姜波
【作者单位】黑龙江省电子信息产品监督检验院,哈尔滨,150090
【正文语种】中文
【中图分类】TN409
【相关文献】
1.地铁AFC系统中的射频卡读写器特点及设计分析 [J], 翁智铭
2.基于LPC54102的射频卡读写器设计 [J], 曾维鋆;徐志华;夏铭泽
3.基于AT89C51的射频卡读写器的设计 [J], 位永辉;张首军
4.射频卡读写器设计原理分析 [J], 姜波
5.射频卡读写器与PLC通信的实现 [J], 王向东;袁金云;宋大雷;王冬青
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射频识别原理与应用的理解
射频识别原理与应用的理解1. 什么是射频识别（RFID）？射频识别（RFID）是一种利用无线电频率识别物体的技术。
它通过无线电频率信号，将数据从电子标签读取到读写器，并实现数据的存储和传输。
射频识别技术被广泛应用于物流管理、库存管理、智能交通、电子票务以及无线支付等领域。
2. 射频识别原理射频识别系统由电子标签（Tag）、读写器（Reader）和后台管理系统组成。
射频识别原理主要包括标签的激活、数据的读取和数据的传输。
2.1 标签的激活标签的激活是指读写器通过电磁波激活标签内的电路，并提供所需的能量供电。
当读写器发出特定频率的电磁波时，标签接收到电磁波并从中提取能量。
标签利用提取到的能量来激活自己的电路，并准备好接收读写器发送的指令。
2.2 数据的读取一旦标签被激活，读写器就可以通过射频信号与标签进行通信。
读写器发送读取指令给标签，并接收标签返回的数据。
标签中存储的数据可以是唯一的序列号、物体的特征信息或其他自定义的数据。
2.3 数据的传输数据的传输是指读写器通过某种方式将读取到的数据传输给后台管理系统。
传输方式可以是有线的，例如通过网络连接将数据传输给中央数据库；也可以是无线的，例如通过蓝牙或Wi-Fi将数据传输给移动设备。
3. 射频识别的应用射频识别技术在各行各业得到了广泛的应用，下面列举了几个重要的应用领域：3.1 物流管理射频识别技术在物流管理中起到了重要的作用。
物流企业可以在物流箱、集装箱、货运车辆等物品上添加射频标签，通过读写器对物品进行识别和跟踪。
这样可以实现物流过程的自动化管理，提高物流效率和运输安全性。
3.2 库存管理射频识别技术可以帮助企业实现更加精确和高效的库存管理。
通过在产品或货物上添加射频标签，企业可以实时地获取货物的位置、数量和状态等信息。
这样可以减少库存损失并提高库存周转率。
3.3 智能交通射频识别技术在智能交通系统中有着广泛的应用。
例如，在电子收费系统中，射频标签可以被安装在车辆上，通过通行门架的读写器实现车辆的自动识别和收费。
射频卡电能表工作原理及其治理系统
射频卡电能表工作原理及治理系统射频卡用电治理系统系统介绍：要紧由DF系列多用户集中式电能表、读写器、射频卡、治理中心运算机和治理软件等部份组成。
治理中心运算机与集中式电能表通过读写器、刷卡终端、射频卡进行售电治理。
治理中心运算机通过治理软件实现对整个小区能源消耗的现代化物业治理。
治理中心运算机与读写器连接，集中式电能表与刷卡终端连接，通过射频卡进行远程无线数据治理。
系统设备：多用户集中式电能表：分户计量、循环显示、体积小、精度高、防窃电、抄表准确便利、数据长期保留、长寿命设计、抗干扰能力强，且具有防雷电方法等突出特点。
读写器：射频读写器是通过上位机软件对非接触式IC卡进行读、写操作的通信设备。
该设备配合公司治理软件可完成对电能表售电卡的售电信息写入，操作简捷方便，并采纳严格加密方法，真正实现平安用电。
感应距离：3cm之内。
刷卡终端：是通过读取非接触式IC卡中的有效数据与电能表进行通信的设备。
操作简捷、方便，并采纳严格加密方法，真正实现平安用电。
射频卡：（非接触式IC卡）通过射频读写器将售电及其他功能卡信息写入卡内，通过射频卡感应终端将非接触式IC卡中的有效数据传输至电能表。
起到媒介作用。
中心运算机：Windows2000/xp。
对售电信息进行集中治理。
治理软件：对能耗数据进行治理、计算、贮存、查询、统计、分析和打印。
射频卡工作原理：射频卡电表又叫非接触式IC卡电能表，非接触式IC卡系统由读写器和非接触式IC卡两部份组成。
应用系统通过读写器对卡进行操作；读卡器通过射频信号同步进行近距离通信，并为卡上芯片提供能量；非接触式IC卡响应读写器的指令，并报告处置的结果。
非接触式IC卡通过连接IC芯片的线圈在特定交变磁场中耦合取得高压能量，非接触式IC卡的读写器通过发射线圈发射交变强磁场，给予IC卡能量，通过磁场的断、续编码写入数据，并通过线圈感应IC卡发生的磁场阅读IC卡发来的数据；IC卡通过交变磁场取得能量，通过查验磁场的断、续取得读写头写来的数据，并按设定的模式编码、调制，再向读写头发出数据。
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本文对射频刷卡机的系统设计进行了研究。
采用美国ATMEL公司的AT89C52单片机为控制核心，应用PHILIPS公司的MIFARE射频技术实现设计。
本设计包含了系统的硬件设计与软件设计两个部分。
硬件设计部分描述了所应用的各部分的硬件电路及其原理，主要有：显示电路，看门狗电路，93C46串行EEPROM，蜂鸣器电路以及读卡器电路；同时，给出了完整的系统硬件设计原理图。
软件设计采用了汇编语言进行设计，运用模块化结构，并给出了各个模块的流程图，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了；采用系统调试软件Medwin进行软件调试；另外，本文也给出了详细的程序清单。
关键词：射频卡，单片机摘要 (1)第1章系统硬件设计 (3)1.1 系统硬件设计框图 (3)1.2 系统硬件设计原理图 (3)1.3 系统各电路详细设计 (4)1.3.1 单片机的选择与应用 (4)1.3.2 显示电路 (5)1.3.3 93C46串行EEPROM (5)1.3.4 蜂鸣器电路 (6)1.3.5 看门狗电路 (6)1.3.6 读卡器电路 (6)1.3.7 电源电路 (9)第2章系统的软件设计 (9)2.2 系统软件各模块设计分析及程序流程图 (9)2.2.1 主程序 (9)2.2.2 中断服务子程序 (10)2.2.3 显示程序 (11)第3章系统的软件调试 (13)3.1 系统调试软件Medwin (13)3.2 程序调试示例 (13)参考文献 (14)个人总结 (26)第1章系统硬件设计1.1 系统硬件设计框图硬件设计思想：单片机控制着读卡器电路读卡，蜂鸣器响，LED显示器显示余额，存储器保存营业总额。
总之，单片机是整个系统的控制核心，使各电路按照设计总要求有序的完成各自的功能。
设计框图如图(1.1)所示：1.2 系统硬件设计原理图系统硬件设计原理图如上图(1.2)所示。
下面将对各个组成电路的设计进行详细说明。
1.3 系统各电路详细设计系统硬件主要组成电路：显示电路，看门狗电路，93C46串行EEPROM，蜂鸣器电路以及读卡器电路。
接下来，将逐一进行说明。
1.3.1 单片机的选择与应用选择：单片机是整个系统的控制核心。
在单片机的选取上采用美国ATMEL公司的AT89C52单片机，其以MCS-51为内核，并兼容了MCS-51的硬软件。
表(1.1)将把之所以选取AT89C52，其主要原因在于：较8031而言，AT89C52带有可反复擦写的只读程序存储器，这样可以更方便编程。
而8031则须外加存储器来存放程序。
应用：AT89C52单片机各端口在系统设计中的使用状况(如图（1.2）所示)：1．P1口控制了LED显示器的段码显示，P2.4，P2.5，P2.6控制了LED显示器的位选通端。
2．ALE/PROG：具有复位功能。
第一，地址锁存允许；第二，对FLASH存储器进行编程时，从该引脚引入编程脉冲。
如图（1.2）所示，ALE/PROG端与读卡器电路中的MCM200的ALE（地址锁存使能端）相连。
同时，端也与看门狗电路中的DS1232中的端为看门狗定时器的周期信号输入端，若端在设置的周期时间内没有有效信号到来，RST端将产生强制复位信号。
这里选用AT89C52单片机中的ALE信号作为周期性的输入信号。
3．RST：复位信号。
与看门狗电路中的RST信号相连。
4．P2.0控制蜂鸣器，P2.0置低，蜂鸣器响；P2.0置高，蜂鸣器不响。
5．P2.1, P2.7, P2.2, P2 .3分别与93C46串行EEPROM中的DI（串行数据输入）,SK （时钟信号）,DO（串行数据输出）,CS（片选信号）端相连。
6．P0口：地址/数据复用端口。
与读卡器电路中的MCM200的的数据端D0—D7相连；P0.0—P0.3同时也与地址端A0—A3相连。
7． P3.2(INT0)端与读卡器电路中的MCM200的的NIRQ 端相连。
当有卡进入时，引起中断。
8．AT89C52单片机的读，写信号分别与读卡器电路中的MCM200的读，写信号相连。
1.3.2 显示电路如图(1.3)所示，采用共阴极LED 显示器，显示3位数（从左至右依次为第一位、第二位、第三位），即刷卡机中显示余额的百、十、个位。
通过单片机AT89C52的P2.4，P2.5，P2.6口分别控制3个LED 显示器的位选端。
P2.4，P2.5，P2.6口经过一个6高压输出反相驱动器74LS06（选用其中3个反相器）连接到LED 显示器。
因此P2.4（或P2.5，P2.6）置1时，相应的LED 显示器选中。
共阴极LED显示器，即显示器的各发光二极管的阴极接在一起。
P1的8个端口经一个8路三态反相驱动器74LS240后控制a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、dp ，则P1中相应的输入引脚置0时，对应段亮。
1.3.3 93C46串行EEPROM采用93C46串行EEPROM 来保存刷卡机累计刷卡总额。
其优势在于接口少，容量满足设计需要。
93C46可以用来存放营业总额，方便查询。
(一)93C46串行EEPROM 的简要说明：93C46是一种低功耗、低电压、电可擦除、可编程只读存储器，其容量为 1Kb ，可重复写 100万次。
在本次设计中只需使用读，写指令。
1．管脚（DIP 封装），如图(2.4)所示： 2．管脚说明：CS ：片选信号。
高电平有效，低电平时进入等待模式。
在连续的指令之间，CS信号必须持续至少250ns 的低电平才能保证芯片正常工作。
SK：串行时钟信号。
在SK 的上升沿，操作码、地址和数据位进入器件或从器件输出。
图1.4 93C46管脚示意图DI ：串行数据输入。
可在SK 的同步下输入开始位、操作码、地址位和数据位。
DO ：串行数据输出。
在SK 同步下读周期时，用于输出数据。
VSS ：接地。
VCC ：接＋5V 电源。
ORG ：存储器构造配置端。
该端接VCC 或悬空时，输出为16位；接GND 时，输出为8位。
NC ：空脚，不连接。
(二)93C46串行EEPROM 的硬件连接：如图(1.5)所示，P2.2口与CS 相连，控制片选信号；P2.1口与DI 相连，串行数据输入；P2.7口与SK 相连，写入时钟信号；P2.3与DO 口相连，串行数据输出；VSS 接地；VCC 接＋5V 电源；ORG 接地，存储器为8位结构。
1.3.4 蜂鸣器电路如图（1.6）所示，蜂鸣器的正极性的一端联接到5V 电源上，另一端联接到三极管的集电极，三极管的基级由单片机的P2.0管脚通过一个非门来控制，当P2.0管脚为低时，非门输出高电平，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。
当P2.0管脚为高时，非门输出低电平，三极管截止，蜂鸣器不发出声音。
这里采用非门是为了防止系统上电时峰鸣器发出声音，因为系统复位以后，I/O 口输出的是高电平。
1.3.5 看门狗电路看门狗电路采用DS1232芯片。
（一）DS1232芯片的简要说明：1．引脚功能(如图(1.7)所示)：2．DS1232的功能： （1）电源电压监视： DS1232时，输出复位信号RST 。
预置值通过TOL 来设定。
当TOL 接地时，RST 信号在电源电压跌落至4.75V 以下时产生；当TOL 与Vcc 相连时， 只有当Vcc 跌落至4.5V 以下时才产生RST 信号。
当电源恢复正常后，RST 信号至少保持250ms ，以保证单片机的正常复位。
（2）按键复位：DS1232提供了可直接连接复位按键的输入端PBRST ，在该引脚上输入低电平信号，将在RST 端输出至少250ms 的复位信号。
（3）看门狗定时器：在DS1232内部集成有看门狗定时器，当DS1232的ST 端在设置的周期时间内没有有效信号到来时，DS1232的RST 端将产生复位信号以强迫单片机复位，这一功能对于防止由于干扰等原因造成的单片机死机非常有效。
可选用ALE 信号作为周期性的输入信号。
看门狗定时器的定时时间由DS1232 的TD 引脚确定。
（二）看门狗电路的硬件连接：如图（1.8）所示，ST 端与AT89C52单片机的ALE 端相连；RST 与AT89C52单片机的RST 端相连；TD 接地，定时时间最小值，典型值，最大值分别为62.5ms ，150ms ，250ms 。
TOL 接地，RST 信号在电源电压跌落至4.75V 以下时产生。
PBRST 用一个手动的触点式按键控制接地。
按下按键，则手动复位。
1.3.6 读卡器电路系统采用PHILIPS 公司的MIFARE 射频技术。
读卡器电路则以MCM200为核心。
(一)MCM200模块引脚说明：如图(1.9)所示，各引脚的功能如下： D0—D7：8位双向数据总线； A0—A3：4位地址线；BP ：后备电池输入端，用于保护MCM 内部密码RAM ；NPAUSE １：串行数据输出，用于驱动RF 单元，该引脚必须连到RF 单元的TP 端。
NWR ：写信号使能端； NRD ：读信号使能端；NCS ：该脚为低电平时选中MCM ； KOMP １：RF 的比较器输入端，使用时必须连到RF 单元的RX 端；NIRQ ：MCU 数据处理控制端。
当该端为低时，MCU 将用MCM 状态寄存器中的内容来对MCM 中的数据进行处理；ALE ：地址锁存使能端；USEALE ：选择从内部地址锁存器或A0—A3引脚取地址；DGND ：数字电路接地端；DVDD ：＋5V 电源端。
MODE ：并行协议模式选择引脚，可用高电平驱动。
AVDD ：＋5V 模拟电源输入引脚，用于RF 射频单元； (二)读卡器电路原理图如图(1.11)所示，NIRQ 为数据处理端，当其为低时，引起外部中断0，转入中断图 2.11 读卡器电路原理图服务子程序。
P0口为地址/数据复用端，地址为4位。
KOMP1与RF1模块的RX 相连，NPAUSE1与RF1模块的TP 相连。
引脚ANT 和GND 接口直接与正极性天线相联接。
AT89C52单片机的读，写信号分别与MCM200的读写信号相连，ALE 信号也对应相连。
1.3.7 电源电路电源电路原理图如下图(1.12)所示，电源电压为5V ，7805为三端正稳压器：第2章 系统的软件设计2.2.1 主程序分析：完整的程序要注意对系统进行初始化。
由于将程序进行模块化编写，因此主程序的思路很清晰。
有卡进入时，执行中断服务子程序，无卡时，蜂鸣器不响，显示器不亮。
程序流程图：如图（2.1）所示。
2.2.2 中断服务子程序分析：当有卡进入读卡器的工作范围后，会引起外部中断0，执行中断服务子程序。
中断服务子程序是十分重要的部分，其主要实现的功能是：读卡，正常情况下，卡内值减2，LED显示器中显示余额，蜂鸣器“嘟”一声，将93C46中的值读出加2后再写入保存；余额不足时，LED显示器中同样显示余额，蜂鸣器“嘟嘟嘟……”，以示警报。