125KHz非接触式IC卡原理与应用(全)

125KHz非接触式IC卡原理与应用
第一部分：基本知识
一、简介
IC卡（Integrated Circuit Card）经过20多年的发展，已广泛应用于金融、电信、保险、商业、国防、公共事业等领域。

IC卡按外部接口设备的连接方式可分为接触式IC卡和非接触式IC卡（又称射频卡，RFID）两类。

接触式IC卡，就是IC卡与外界进行数据通讯时，芯片的电极触点必须与IC卡读写设备直接连接；非接触式IC卡在使用时则无须与IC卡读写器设备直接连接，而是通过无线电波或电磁感应的方式实现与IC卡读写设备的数据通讯。

在刷卡速度要求高，用卡环境恶劣，污染严重等环境下，非接触式IC卡有着它特有的优势。

非接触式IC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，由于其高度安全保密、通信速率高、使用方便、成本日渐低廉等特点而得到广泛使用，主要应用于智能门禁控制、智能门锁、考勤机以及自动收费系统等。

射频卡与接触式IC卡相比有以下优点：
●可靠性高，无机械接触，从而避免了各种故障；
●操作方便，快捷，使用时没有方向性，各方向操作；
●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。

制造厂家在产品出厂前已将此序列
号固化，不可再更改，因此可以说世界上没有两张完全相同的非接触IC卡。

射频卡根据使用频段的不同可分为低频卡和高频卡、超高频卡：
●低频卡与读写器间通信使用的频段为低频段, 常用频点有125kHz、134kHz；
●高频卡、超高频卡与读写器间通信使用的频段为高频段, 如13.56MHz、915MHz、
2.45GHz等。

按工作距离的不同也可分为近距离卡和远距离卡：
●近距离卡与读写器之间的有效作用距离为几厘米到几十厘米以内；
●远距离卡与读写器之间的有效作用距离可达一到十几米以上。

按操作类型又可分为：低/高频只读型、低/高频无加密读写型、低/高频可加密读写型、多扇区独立加密应用型以及用户自定义分区应用型等。

目前，世界上较有影响、规模较大的RFID生产厂商很多，常用的标签芯片有飞利浦(Philips)公司的Mifare 1 S50/S70、UtraLight IC U10、DESFire MF3 IC D40、I·CODE 1/2、Hitag 1/2/s；德州仪器(TI)公司的 TI_256/2048；爱特梅尔（AtmeL）公司的T5557、e5551；瑞士微电子(μEM)公司的EM41xx系列、EM4034、4035、4069、4135、4150、4450等；意法半导体（ST）公司的SR176、SRIX4K；英赛德（INSIDE）公司的PICOPASS 2K/16K/32K；台湾公司的TK41等等。

另外还有瑞士Legic公司、德国英飞凌（Infineon）公司、西门子(Sieme)公司等，都有性能不错的RFID芯片供应市场。

二、RFID系统构成
一个最基本的RFID系统如图1所示，一般包括以下几个部份：
1、RFID卡：RFID卡（标签）作为信息载体，存有目标物所有的相关信息以及与读头之间的交互加密认证信息等。

2、RFID读写器：读写器一般由微处理器（MCU）、RFID基站芯片以及天线三部分构成，它是整个RFID系统的主体，负责读取和写入RFID卡内的信息。

3、上位机（PC机）：上位机系统一般用来与读写器进行通信，使得人机之间的交互更加直观和人性化，同时可以利用PC机丰富的接口资源和强大的存储、处理能力，对读写器进行网络接入、远程控制等操作。

RFID读写器
图1 典型的RFID系统构成
RFID系统以半双工方式在读写器与RFID卡之间双向传递读、写数据。

在进行寻卡时, 读写器通过天线向RFID卡片发送已编码的电磁波。

进入读写器工作区域的RFID卡接收到此脉冲信号，获取能量，芯片中的射频接口模块由此获得电源电压、复位信号、时钟信号等，同时芯片中有关电路对此信号进行调制、解码、解密, 然后对命令请求、密码认证、操作权限等进行判断。

若为允许读命令, 控制逻辑电路则从EEPROM中读取有关信息，经加密、编码、调制后由卡内天线回送给读写器。

读写器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至控制器处理。

若为允许修改信息的写命令，相关控制逻辑对EEPROM 中的内容进行改写。

若经判断其对应的密码认证或权限不符，则返回出错信息，同时禁止任何进一步的非法读写操作。

三、RFID常用的几种编码格式
图2所示为几种RDID系统中常用的编码格式：
10111001
数据
时钟
AC
MC
BC
图2 125KHz RFID系统中常用的几种编码格式
抗碰撞码（AC）主要应用在Philips公司的Hitag-s等卡中，为了防止处于同一读写器电磁场范围内的多个卡所发出信号发生碰撞而导致误码，在卡的初始化阶段采用此编码格式。

由于数据“1”和数据“0”的频率不同，因而可以较容易区分。

Bi-phase码（BC）全称为双相间隔码编码，其原理是在一个码元周期内采用电平变化来表征数据。

如果电平从码元的起始处翻转，表示数据“1”，如果电平除了在码元的起始处翻转，还在码元中间翻转则表示数据“0”，如图2中所示。

图3 曼彻斯特编码中的空跳边沿
曼彻斯特编码（MC）采用上升沿对应数据“0”，下降沿对应数据“1”，微控制器通过检测读卡器输出数据码元的跳变来实现对曼彻斯特码的译码。

应注意的是，在连续“0”或“1”出现时，会出现不表征数据的空跳沿，如图3所示。

除了上述三种编码外，在RFID系统中，二进制（BIN）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等编码也很常见，其中曼彻斯特编码的应用最为广泛，几乎所有RFID卡片都支持此编码格式。

第二部分：基站芯片
125KHz RFID的基站读写芯片有很多种，本文对EM4095、HTRC110以及U2270B进行简单的介绍。

一、EM4095
EM4095（原称P4095）是瑞士微电子（μEM）公司生产的一款125KHz RFID基站芯片。

该芯片集成相位同步逻辑系统，可以得到与线圈谐振频率相同的载波频率，不需外部晶振，载波频率为100到150kHz，支持多种IC卡传输协议，如EM400X，EM4050、EM4150、EM4070、EM4069等,封装形式为SO16。

EM4095一般与天线和微处理器一起使用，仅需很少的外围器件进行DC和RF滤波、感应和电源去耦即可正常工作。

EM4095的管脚图与管脚功能定义分别见图4和表1。

表1 EM4095管脚功能定义
图4 EM4095管脚图
EM4095器件的工作受控于逻辑输入SHD 和MOD 。

当SHD=1时，EM4095处于休眠状态，功耗降为最小；在上电时，SHD 应为1以实现正确的初始化。

当SHD=0时，允许电路发射射频信号，开启解调和AM 调制，从AM 解调模块得到的数字信号从DEMOD_OUT 脚输出，送给微处理器解码和处理。

当MOD=1时，使得主天线驱动与RF （射频）载波同步进入三态状态，VCO 和AM 解调链路保持MOD 升高前的状态。

这确保了在MOD 释放后可以快速的恢复原有状态。

在MOD 的下降沿，VCO 和AM 解调在41个RF 时钟之后打开。

在读、写两种状态下读写器线圈和标签线圈处的电平信号形式如图5所示。

图中，a) 图为写卡时的信号，读写器线圈输出信号，该信号受控于MOD 管脚的电平，MOD=1时，调制信号输出，而当MOD=0时，仅输出载波信号，无数据信息；b)为读卡时的信号形式，EM4095要进行读卡操作时，需要先将MOD 置低以无调制的发射载波信号，当标签进入读写器的磁场区域，会自动根据预设模式输出信息，EM4095检测到后，对信号进行解调，解调的数据信息从DEMOD_OUT 管脚输出。

a) 写标签信号形式 b)读标签信号形式
图5 读写器和标签线圈信号
12 MOD 调制输入端 13 DEMOD_OUT 解调信号输出端
14 SHD 睡眠模式使能端 15 FCAP PLL 环路滤波电容 16
DC2
DC 模块去耦电容
(3) 支持曼彻斯特编码和Bi-phase码。

(4) 可由5V的稳压电源或汽车蓄电池供电。

(5) 具有调谐能力。

(6) 与微控制器有兼容的接口。

(7) 处于待机工作方式时，其功耗甚低。

(8) 有一个向微控制器供电的输出端。

U2270B为SO16贴片封装，其管脚图与管脚功能定义分别见图7和表2。

表2 U2270B管脚功能定义
图7 U2270B管脚图
U2270B的供电有三种模式：
1）单一外部电源供电：所有的内部电路均由同一个5V电源供电，如图8A)所示此时，VS、VEXT和DVS脚为输入，VBATT脚不用，但是也必须接在一起。

2）双外部电源供电：DVS和VEXT比其他电路工作电压要高，以达到较高的驱动输出摆幅，从而得到较强的磁场，而VS接到5V电源上，如图。

此种接法下，驱动器电压可以达到8V，适用于通信距离较大的情况下。

A) B) C)
图8 U2279B的三种供电模式
3）12V电池供电：此模式下，电压由VBATT脚输入，与前两种不同在于，1）2）模式下供电电源必须是稳定的直流输入，而此模式不同，无需外部的电压调整电路，只需一个NPN三极管即可。

VS和VEXT由内部产生，VEXT为三极管基极供电，同时也可向外部电路（如MCU）提供电源。

芯片内部的齐纳二极管向VEXT和VBATT提供过压保护。

通过STANDBY管脚可以关闭芯片，但此时VEXT输出不受影响。

表3 磁场耦合因子与电路选择具体选择哪种供电方式，要根据实际
应用环境和设备需求而定。

如果应用场合
下没有稳压电源提供，而只有7V—16V范
围内的不稳定电压，则应选择电池供电模
式，使用内部电压调整电路，并且可以向
其他电流要求不太高的器件供电；如果已
有直流+5V电源，则可选择单一外部电源供电，但应保证此电源是无噪声的；同时，实际应用中根据所需磁场耦合因子大小，也要选择不同的电路模式，磁场耦合因子由传输距离和天线线圈决定，其与电路形式选择关系如表3所示。

U2270B芯片通过CFE、OE、OUTPUT和STANDBY管脚与MCU接口，来实现读、写等操作。

读写器对标签的写操作通过CFE管脚完成，写过程是由对射频载波的通断时间控制实现的。

同时，MS脚的状态决定了线圈输出的模式，MS=0时为共模输出，反之，MS=1则为差模输出。

MS和CFE联合作用对线圈输出1/2的控制如表4所示。

10 VEXT 电源向外部供电输出
11 DVS 驱动器供电端
12 VBATT 电池供电端
13 STANDBY 待机模式输入
14 VS 内部电源供电（5V）
15 RF 频率调整端
16 HIPASS DC模块去耦电容
磁场耦合因子电路形式
>3% 自由震荡
>1% 二极管反馈
>0.5% 二极管反馈加频率调整
>0.3% 二极管反馈加频率调谐
CFE MS COIL1 COIL2
表4 线圈输出控制模式
读写器的读标签操作则通过OE和OUTPUT管脚实
现。

当标签进入读写器磁场范围，发送自身信息，由
天线线圈感应到的信息输入到INPUT脚，经U2270B
滤波和解调后，数据信息将从OUTPUT脚以曼彻斯特编码或Bi-phase码形式输出，而信息输出与否受控于OE管脚的状态，当OE=0时，允许OUTPUT输出信息。

对于U2270B线圈驱动的两种模式，共模输出时，两个输出端为同相位，此时可以将其连接起来以获得较大的天线驱动电流；而差模输出时，由于两个输出端相位相反，因而天线
HTRC110的所有设置和操作都是通过三线接口受MCU控制的，其控制命令共8种，如表7所示。

命令长度以比特位(bit)为单位，READ_TAG和WRITE_TAG两条为短命令，为3 bit，其他命令都为长命令，可成字节发送。

1）
此命令为3 bit命令的3个bit 后，HTRC110切换到读卡模式，将解调后的数据流从DOUT送出，以供MCU解码。

当SCLK 线上出现一次上升沿时，读卡模式结束。

2）WRITE_TAG_N
此命令用于写卡操作。

当命令中的N3~N0都设为0时，DIN的信号透明的传输到天线驱动器，DIN=1时天线驱动器关闭，反之，DIN=0时打开。

天线线圈磁场的通断时间表征了输出信息，从而实现对卡的操作。

若N3~N0为0001~1111之间的某一数值（记为N，1~31），则当DIN出现一个上升沿时，驱动器关闭，且此状态持续N*T0时间，其中T0=8μs，即1/125KHz，时间到后自动打开，等待下一个DIN脉冲。

这样可以节省MCU的工作开销，而且可以提供出更准确的写卡时序。

当SCLK线上出现一次上升沿时，写卡模式结束。

3）
此命令为3bit
更快。

若发此命令之前没有发送过WRITE_TAG_N命令，N值默认为0；如果有则使用最后一次N的设置值。

此命令用于读取天线的相位，命令的响应为当前相位值。

此命令设置解调器的采样时间，命令的低6位D5~D0为欲设时间。

HTRC110的配置寄存器共4页，每页4位，命令中的P1P0用于选择要设置的页，具体内容见表8。

表8 配置寄存器内容
其中每位的具体意义如下：
（1）FILTERL：主低通滤波器的截止频率选择，=0：3KHz，=1：6KHz。

（2）FILTERH：主高通滤波器的截止频率选择，=0：40Hz，=1：160Hz。

（3）GAIN0：放大器0的增益选择，=0：16，=1：32。

（4）GAIN1：放大器1的增益选择，=0：6.22，=1：31.5。

（5）TXDIS：线圈驱动使能，=0：线圈驱动打开，=1：关断。

（6）HYSTERESIS：数据比较器滞后选择，=0：关，=1：开。

（7）PD：省电模式使能，=0：器件正常工作，=1：省电模式。

（8）PD_MODE：省电模式选择，=0：空闲模式，=1：掉电模式。

表9 FREEZE1/0意义
（9）FREEZE1/0：设备快速设置，具体含义如表9所示。

（10）ACQAMP：存储信号幅度以便下一步进行幅度比较。

（11）THRESET：数字转换器的复位门限。

（12）FSEL1/0：时钟频率选择，=00：4MHz，=01：8MHz，=10：12MHz，=11：16MHz。

（13）DISSMARTCOMP：智能比较器使能，=0：比较器开启，=1：比较器关闭。

（14）DISLP1：低通滤波器1使能，=0：开启，=1：关闭。

此命令格式如上所示，主要完成三项功能：
（1）读回SET_CONFIG_PAGE命令所设置的参数；
（2）读取WRITE_TAG_N所设置的发射脉冲宽度N值；
（3）读取系统状态信息。

表10 读配置寄存器命令的返回内容
含义有所不同，具体见表10所示。

其中页0、1返回值中高4位为N值，而页2、3种则为系统状态信息，具体含义为：
（1）ANTFAIL：天线失败标志位，=0：天线正常；=1：天线失败。

（2）AMPCOMP：幅度比较结果，当ACQAMP置位1时，数据信号的实际幅度被记录下来作为参考，当ACQAMP复位（=0）以后，如果当前信号幅度比存储值高则AMPCOMP 置位。

图12为HTRC110的一种典型应用电路，所需外接元件很少，电路简单。

DIN、SCLK和DOUT连接到MCU，与微处理器接口实现参数设置、读取，命令控制以及信息接收等功能。

MODE脚是一个多功能引脚，正常情况下，它用来开启或关闭片内的DIN和SCLK的数字短脉冲干扰滤波器。

如果MODE直接接到VSS，那么滤波器一直处于关闭状态，串行口可以工作在较高波特率下；若MODE接到VDD，则滤波器一直工作，可以减小口线上的短时脉冲毛刺干扰，但是限制了最大传输速率，这适合于MCU和HTRC110距离较远的应用场合。

路故障，连接到了GND或12V甚至24V电压，由于电容的隔直功能，不会损坏天线。

一般情况下，Ca和Cs的大小不要相同，Ca容值应较小（如0PF），而Cs应较大（如100nF）。

Ri的使用可以避免低频电磁干扰（EMI）的影响，低频信号经Ri到地而不会进入天线，一般Ri取值为1KΩ左右。

RX管脚在片内通过一个电阻连接到QGND(约2V)，接收电阻Rv与片内电阻构成分压关系以调节RX信号的幅值。

由于若RX输入信号幅值过高会造成信号失真，影响解调，因而Rv不能过小，一般取值在100K~400KΩ。

另外，Rv必须尽可能的靠近RX引脚，以优化系统的EMI性能，最好是直接在该管脚旁边放置一个贴片电阻。

第三部分：标签（卡片）
125KHz RFID标签（卡）种类很多，应用也非常广泛。

总体来说，只读卡使用简单、成本低廉，而可读写卡则存储容量大、应用灵活。

本文选取了较为典型且广泛使用的只读式EM4100，可读写T5557、Hitag-s三种卡片进行介绍。

一、卡片EM4100
EM4100(原称H4100)卡是一款广为使用的125KHz只读型射频卡，它与TK4100、GK4001、EM4001(H4001)等卡完全兼容，其结构及管脚分布如图13所示。

图13 EM4100卡结构和管脚图
EM4100芯片电路以一个处于交变磁场内的外部天线线圈为电能驱动，并且经由线圈终端COIL1从该磁场得到它的时钟频率。

另一线圈终端COIL2受芯片内部调制器影响, 转变为电流型开关调制，以便向读卡器传送包含制造商预先程序排列的 64 bit 信息和命令。

芯片在多晶硅片联结状态时施行激光烧写编程，以便在每块芯片上存储惟一的代码。

由于EM4100逻辑控制核心电量消耗低微，无需提供缓冲电容，仅需一个外部天线线圈即可实现各项功能。

同时，芯片内还集成了一个与外部线圈并联的74pF谐振电容。

EM4100卡的简要特征有：
（1）由激光编程烧写的64 bit存储单元；
（2）支持多种数据速率和数据编码格式；
（3）片上集成谐振电容；
（4）片上集成储能缓冲电容；
（5）片上集成电量/电压限制器；
（6）片上集成全波整流变换器；
（7）使用一个低阻抗调制驱动器，可获得较大的调制深度；
（8）工作频率范围 100—150KHz，典型值125KHz；
（9）芯片尺寸非常小，方便移植应用；
（10）芯片功耗极低。

EM4100卡内部数据结构如图14所示，全部的数据位为64 bit，它包含9个起始位（其值均为‘1’）、40个数据位（8个厂商信息位＋32个数据位）、14个校验位（10个行校验＋4个列校验）和1个结束停止位。

图14 EM4100卡片内部数据结构
一旦进入读写器所发出的磁场内，EM4100 芯片从磁场获得能量和时钟频率，并向读写器传送制造商预先激光编程烧写的内部数据。

数据发送为循环进行，数据位传送周期根据预先设置而定，典型的为64个载波周期，当f OSC=125kHz时，T=64*(1/f OSC)=512μs。

EM4100作为一种只读卡片，存储内容固定，出厂即无法改变，但是其体积小，容易封装，成本低廉，对于任何可以使用唯一序列号来标示主要属性的物件，都可以使用EM4100卡片，应用非常广泛。

二、卡片T5557
T5557是ATMEL公司生产的一款多功能非接触式R/W辨识电路，适用于125kHz频率范围，与e5550产品兼容。

芯片需要外接一个天线线圈，以获得芯片内部电路的电源补给和进行双向信息沟通。

芯片和天线一起构成感应卡片或标签，如图15所示。

天线
图15 T5557结构框图
T5557共有330bit的EEPROM存储区，分为10个块，每块33bit，均能被读写器读/写。

块0是被保留用于设置T5557操作模式的参数配置块。

块7可以用作用户数据块，也可以为保护全部数据块而设置一组用户密码，用于避免未经许可的非法改写。

1、T5557的组成
图15中所示芯片的各组成部分具体功能如下：
1）模拟前端（Analog Front End, AFE）：AFE包括所有直接连接到天线线圈的电路，用于产生芯片读写的能量供应，并处理双向的数据收发，
2）比特率发生器：用于产生芯片工作的数据传输速率，可编程控制。

T5557的工作速率为f OSC/2—f OSC/128，或者e550/e5551及T5554芯片所使用的任何固定速率值（f OSC/8，f OSC/16，f OSC/32，f OSC/40，f OSC/50，f OSC/64，f OSC/100以及f OSC/128）。

3）写解码器：在写卡期间，写译码器依照ATMEL e555x系列的脉冲间隔编译码方式对写信号进行译码，并且验证写数据流是否有效。

4）高压发生器：片上电荷泵电路产生约18V电压，用于对EEPROM进行编程。

5）直流供电：外部能量通过两个线圈输出端COIL1/2送入芯片，芯片对其整流以提供芯片工作所需的直流工作电压。

6）上电复位（Power-On Reset, POR）：延时复位功能电路使得芯片只有在供电电压达到设定门限时方可启动，以保证所有功能的正常运行。

7）时钟提取：时钟提取电路使用外部射频信号作为内部单元的时钟源。

8）控制单元：控制单元主要完成以下几项功能：
●上电之后，从EEPROM块0读取配置数据并装入模式寄存器内；
●控制存储区的读写；
●处理写数据传输和写错误模式；
●读写器发送到标签的数据流中，最初2bit是操作码，如写、读、复位等；
●在密码模式中，在操作码之后收到的32bit数据为输入密码，将之与存储在块
7中的密码进行比较。

9）模式寄存器：模式寄存器保存来自存储区块0的配置信息，并且，在任何块读取、POR或者复位命令时进行更新。

在芯片出厂时，模式寄存器预编称值为‘00148000H’，对应为连续读取块0、曼彻斯特编码和RF/64。

块0的详细配置数据结构如图16所示。

图16 块0的详细配置数据结构
10种基本类型。

调制模式输出信号
FSK 1a ‘0’= f OSC/8；‘1’= f OSC/5
FSK 2a ‘0’= f OSC/8；‘1’= f OSC/10
FSK 1 ‘0’= f OSC/5；‘1’= f OSC/8
FSK 2 ‘0’= f OSC/10；‘1’= f OSC/8
PSK 1 输入改变时改变相位
PSK 2 输入为高时在时钟输入时改变相位
PSK 3 在输入的上升沿相位变化
Manchester 曼彻斯特码输出
Biphase 二相码输出
NRZ ‘1’=阻尼on；‘0’=阻尼off
11）存储器单元：为1块330bit的EEPROM，被分为两页10块，每块33bit，包括1位锁（LOCK）bit
页1 块2 1 可追溯数据块1 1 可追溯数据
页0 块7 L 用户数据或密码块6 L 用户数据
块5 L 用户数据
块4 L 用户数据
块3 L 用户数据
块2 L 用户数据
块1 L 用户数据
块0 L 配置数据
页0的块0包含了芯片的配置信息，块7可以用作写保护的密码，每块的0位是本块的LOCK位，一旦上锁，本块数据只读，不可改写。

值得注意的是，LOCK位是不可查看的，只能一次性改写（即OTP），因此使用此位应慎重。

页1的块1和块2包含可追溯性数据，在产品测试时由ATMEL公司编程。

两块的第0
位固定为1，无意义。

块1的最高字节固定为0xE0，这是ISO/IEC 15963-1标准中定义的分类级别码（ACL）；而第2字节则为ATMEL公司的厂商ID（MFC）0x15；接下来的8位数据是芯片参考字节（ICR），高3位描述IC或者厂商版本，低5位默认为0，也可以根据大用户需求设定；最低40位分为两组，20位的lotID，和20位DPW。

页0定义如下表所示：
T5557的操作命令共有7种，如上表所示，命令的操作码均为2 bit，其中P为页选择位，P=0表明要操作页0，反之则为页1；地址码为3 bit；密码为32 bit；数据为32 bit。

各命令的意义和用途如后所述。

3、T5557的工作过程
1）上电复位：T5557进入磁场范围通过感应获取供电，在压值达到门限电压之前，POR 电路一直有效，触发默认的启动延时。

在大约192个场时钟的配置周期内，根据块0中的配置信息进行初始化，之后进入常规读状态。

2）常规读：在常规读模式下，存储在存储区中的数据循环的输出，以供读写器检测。

最先发送块1中的bit 1，直到块7的bit 32，块0中的最大块（bit 25/26/27,MAXBLK）配置参数决定了读取的最后一块，当该块发送后，开始循环。

用户可以通过设定MAXBLK的值来限定常规读模式下输出的数据流。

设为7时，块1至块7均输出；设为1，则只有块1输出；设为0，则只有块0输出，在平时块0是不输出的。

MAXBLK值与数据流的关系如图17所示。

MAXBLK=5 0 Block 1 。

Block 5 Block 1 。

Block 5 Block 1 。

MAXBLK=2 0 Block 1 Block 2 Block 1 Block 2 Block 1 Block 2 。

MAXBLK=0 0 Block 0 Block 0 Block 0 Block 0 Block 0 Block 0 。

图17 MAXBLK值与数据流的关系
3）块读模式：利用直接访问命令，只有指定的块被读取，循环输出，在MAXBLK设置为0或1时块读与常规读模式相同。

对于直接访问命令，根据PWD位的设置，决定是否发送密码位。

另外值得注意的是：无论在块读还是常规读模式下，在发送数据之前都会先发送1bit 引导码（值为0）,见图17。

4）写模式：读写器相T5557发送信息是通过中断RF场的短小时隙（gap）来实现的，两个gap间的时间表征码元信息。

一般1个gap的时间为50~150μs，两个gap间的时间为24个场时钟周期表示0，为54个场时钟周期则表示1。

当1个gap后超过64个场时钟周期
仍未出现下一个gap，T5557退出写模式。

如果正确收到命令，则立刻执行；而若发生任何错误，T5557退出写并进入常规读模式。

4、T5557的工作模式
T5557有三种工作模式，由块0中的PWD和AOR位的设置决定：
1)直接访问模式：当PWD=0时，无论AOR为何值，T5557工作于直接访问模式下，当芯片复位进入常规读模式时，调制器自动打开输出数据，读写器发送各条命令时也无须密码。

2)密码访问模式：当PWD=1且AOR=0时，进入常规读模式时，调制器自动打开输出数据，但是读写器要访问卡片时，在操作码之后必须发送密码，若密码不正确，无法实现操作。

3)请求访问模式：PWD=1且AOR=1时，在初始化后进入常规读状态时，T5557并不立即发送数据，必须靠唤醒命令来激活调制使能。

当同一个场范围内有多个卡片式，AOR命令中的密码位可以用来选择卡片，当卡片接收到与自己密码一致的AOR命令时被激活，否则继续等待，这样可以避免多个卡同时发送数据时发生碰撞。

T5557虽然有330bit的存储空间，但实际用户可用的只有页0的8个块，其中块0还要用来存放配置信息，因而对于RFID标签应用来说容量并不算很大。

但是它的配置内容和工作模式非常丰富，可以适应多功能需求，应用非常灵活；而且卡片的访问模式也很灵活，可以自由的设置为直接访问、密码模式访问以及请求模式（AOR）访问等。

同一张卡片在不同配置或不同工作模式的读写器上将不能访问和读写，保密性很好。

此外，T5557的成本较低，在可读写卡中性价比较高，具有广阔的应用前景。

三、Hitag s系列卡片
Hitag s系列卡是philips公司继Hitag 1、Hitag 2之后推出的又一种基于Hitag架构的卡片。

Hitag s具有超低功率、可长距离读写等特点，并加入了反碰撞算法和防止欺诈的加密验证技术，读写器能在一定范围内同时识别多达200个标签。

Hitag s按存储器大小可分为三种不同规格：Hitag s－32/256/2048，容量分别为32/256/2048 bit。

其中Hitag s-32为只读型，能提供工厂编程的唯一识别码，而另外两种都是可读写的。

整个Hitag系列卡片
1、Hitag s的存储器结构
Hitag s的EEPROM最高可达2048 bit，分为16个块，每块由4页构成，每页4字节即32bit，为最小的存取单元。

Hitag s系列共有3种存储器结构，分别包含1页、8页和64页。

内存可完成由开始页到结束页（0—最多为63页）的寻址，在读/写访问时，即可按页访问，也可按块进行操作，都以该空间的起始页地址定位。

1）UID码
Hitag s卡的第0页包含32bit制造商编程的唯一识别码(Unique Identifier, UID)，UID码是只读的。

由于Hitag s32只包含第0页，因此它是只读的。