基于射频读卡器MF RC500的门禁系统
基于MF RC500的非接触读卡器设计
ＴＯＫＥＮ
第十五届多国仪器仪表展览会
ＡＢ，儿－｝】也含丁读写器发Ｈ｛的
Hale Waihona Puke 个随机数据ＲＡ； 围２ ＭＦ
Ｒｅ５００与ＣＰＵ的接口电路
制。 ６结语 非接触式读卡器完全密封的形式及无接触的工作方式，使之不 受外界不良因素的影响．从而使用寿命增长。ＭＦ ＲＣ５００的应用 增加了射频卡与读卡器之间的读写距离．由于ＭＩＦＡｌＲ卡的存储介 质分为６４个数据段．每个数据段都有读写保护功能，使用者只要 持一张卡，就可以方便地享受到多种服务（例如门禁控制、餐厅、 停车，休闲娱乐等）。ｏ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＦ ＲＣＳ００；ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ｉｎｔｅｌｉｅｃｔ ｃａｒｄ
随着金融行业的不断发展。社会经济的日新月异，对于公接交 连抒韭、无缱遵信矮域、蔓生甓蛙错盈．封蠢式蝻辑管理，势舞谖 别、电话通信，大楼保安蒹统等．人们已愈米愈多地开始接袋和使
．盎帮摄蒋器缓冲连接１３，５㈣ｚ石英鑫体，抵程链瓣砖
黄【接连接到任何８位微处理器，这样缭读卡器Ｉ终端的设计提供了 牧稿Ｂ鞴：２００４?０３－１２
碾Ｑ：串断请求输出中斯事件请求信号：
ＲＸ：接收器输入卡成答输入脚，该应答为经过天线电蠓隅台的 调割１３．５６ＭＨｚ载波； Ｖ§缸Ｄ：肉豁参考礅压，该帮输出内部参考奄压（涟：妊须接
４ ＭＦ
４７）
【列张培仁
北京：清华大学出版社．２００３
作者简舟孙连坤（９７９年一）＇男．天津工业大学硕士．主要研究方向：非接
ＲＣ５００与Ｍｉｆａ ｒｅ卡的通信
基于MF—RC500芯片的RFID读卡器的设计与实现
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下 面 首 先 给 出 了 系 统 的
总 体 结 构 以 及 方 案 设 计 ， 统 系 总体 结 构 如 图 ３所 示 。 ｆ ｔ－ ｌｕ ｑ
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维普资讯
《 业 控 制计 算 机｝ ０ ８年 ２ 卷 第 ２期 工 ２０ １
３
基于 ＭＦ Ｒ ５ ０ — Ｃ ０ 芯片的 Ｒ Ｉ ＦＤ读卡器的设计与实现
Ｄｅ ｉ ｎ Ｒ ａ ｉａ ｉｎ ｏ Ｉ Ｒ ａ ｅ ａ ｅ ｎ ｓｇｎ ａ ｄ ｅ ｌ ｔ ｆ ＲＦ Ｄ ｅ ｄ ｒ Ｂ ｓ ｄ ｏ ＭＦ ｚ ｏ －ＲＣ５ ０ ０
ｔ ｅ ｏｆｔ ｅ Ｍ Ｆ—ＲＣ５０ ｈ ｔ ｅ ｃｏ ｃｒ ｅ ｃ ｅｍｅ ｕｒ ｈ ０ｔ ｅｎ ｈ ｎ ｅｔ ｓ ｈ ａｎ ｔｅ ｒ ｉ ｉｃｉ ｅ ｃｈ ｃ ｓ ｄ ｈ ｃｉ ｔ ｃｕ ｐｒ ｐｌ ａｒ ｐｒｓ ｔ ｂｙ ｎ ｉ ｅ ｅｎｅｄ ｕｓ ｔ ＭＦ—ＲＣ５ ０ ｈｉ ｔ ｅ ｈｅ ０ ｃ ｐ ｏ
Ｋｅ ｗｏｒｓ： Ｉ ｒ ａｄ ， ｆ ｅ ｏｎ ｒ Ｍ Ｆ ｙ ｄ ＲＦ Ｄ。ｅ ｅｒＭｉ ｅ ｃａ ｄ， —ＲＣ５ ０ ａｒ ０
Ｒ Ｉ 系 统 的基 本 工 作 方 法 是 将 Ｒ Ｉ 标 签 安 装 在被 识 别 对 ＦＤ ＦＤ 象上 ， 当被识 别 对 象 进 入 Ｒ Ｉ ＦＤ读 卡 器 的 读 取 范 围 时 ， 签 和 阅 标 读 器 之 间 建立 起 无 线 方 式 的 通 信 链 路 ，标 签 向 阅读 器 发 送 自身 信 息 ， 标 签 编 号 和标 签存 储 数 据 等 ， 读 器 接 收 这 些 信 息 并 进 如 阅 行 解 码 ， 后 传 送 给后 台计 算 机 处理 ， 而 完 成 整 个 信 息 处 理 过 然 从 程 。 于 ＭＦ Ｒ ５ Ｏ芯 片 的 Ｒ Ｉ 基 —ＣＯ ＦＤ读 卡 器 是 一 种 低 成 本 的 Ｒ Ｉ ＦＤ
MFRC500射频卡识别电路的设计
MFRC500射频卡识别电路的设计
1.电路结构设计：
2.射频信号处理：
MFRC500芯片的射频信号处理是电路设计的重点，它包括射频信号接收、解调和发送等功能。
射频接收电路使用低噪声放大器增益来增强射频
信号，并使用混频器和带限放大器进行信号解调。
射频发送电路使用调制
器和功率放大器将数据信号通过射频载波发送到射频天线。
3.射频天线设计：
4.系统电源管理：
MFRC500射频卡识别电路需要稳定的供电来保证其正常运行。
电源管
理电路应包括稳压电路和电池管理电路。
稳压电路负责将输入电源稳定为MFRC500芯片所需的工作电压。
电池管理电路用于对电池进行充电和保护，以确保电池的长寿命和安全性。
MFRC500射频卡识别电路的设计需要根据具体应用场景确定电路结构、射频信号处理、射频天线设计和系统电源管理等方面的参数。
在设计过程中，还需要进行电路仿真和优化，确保电路性能的稳定和可靠。
最终设计
完成后，还需要进行电路的实际制作和测试，以验证设计的正确性和可行性。
通过合理的设计和优化，可以实现优异的射频卡识别性能。
MFRC500中文资料
MFRC500中⽂资料MF RC500-⾼集成ISO14443A读卡芯⽚1 通⽤信息1.1 范围该⽂档讲述了MF RC500的功能包括功能及电⽓规格并给出了如何从系统和硬件的⾓度使⽤该芯⽚进⾏设计的细节1.2 概述MF RC500是应⽤于13.56MHz⾮接触式通信中⾼集成读卡IC系列中的⼀员该读卡IC系列利⽤了先进的调制和解调概念完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动⾮接触式通信⽅式和协议MF RC500⽀持ISO14443A所有的层内部的发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动近操作距离的天线可达100mm接收器部分提供⼀个坚固⽽有效的解调和解码电路⽤于ISO14443A兼容的应答器信号数字部分处理ISO14443A帧和错误检测奇偶CRC此外它还⽀持快速CRYPTO1加密算法⽤于验证MIFARE系列产品⽅便的并⾏接⼝可直接连接到任何8位微处理器这样给读卡器/终端的设计提供了极⼤的灵活性1.3 特性y ⾼集成度模拟电路⽤于卡应答的解调和解码y 缓冲输出驱动器使⽤最少数⽬的外部元件连接到天线y 近距离操作(可达100mm)y ⽀持MIFARE双接⼝卡IC和ISO14443A14部分y 加密并保护内部⾮易失性密匙存储器y 并⾏微处理器接⼝带有内部地址锁存和IRQ线y 灵活的中断处理y ⾃动检测微处理器并⾏接⼝类型y ⽅便的64字节发送和接收FIFO缓冲区y 带低功耗的硬件复位y 软件实现掉电模式y 可编程定时器y 唯⼀的序列号y ⽤户可编程的启动配置y 位和字节定位帧y 数字模拟和发送器部分各⾃独⽴的电源输⼊脚y 内部振荡器缓冲连接13.56MHz⽯英晶体低相位抖动y 时钟频率滤波y 短距离应⽤中发送器天线驱动器为3.3V操作2 ⽅框图图2-1 MF RC500⽅框图3 管脚信息3.1 管脚配置下图所⽰⽤⿊体字母标注的管脚由A VDD和A VSS供电⿊线所标的管脚由TVSS和TVDD供电其它管脚由DVDD和DVSS供电I输出PWR符号类型描述振荡器反相放⼤器输⼊输出中断事件请求信号接⼝输⼊发送经过调制的发送器电源发送经过调制的发送器地提供选择和激活NWR I写MF RC500寄存器写⼊数据D0~D7 R/NW I //写选择所要执⾏的是读还是写nWrite I 写选择所要执⾏的是读还是写NRD I读寄存器读出数据D0~D7 NDS I数据选通读和写周期的选通读和写周期的选通为⾼时将为低时选通信号将地址选通为低时选通信号将寄存器地址位信号为低可以开始⼀个存取周期地址线1寄存器地址位寄存器地址位数字电源该脚输出模拟测试信号接收器输⼊卡应答输⼊脚该应答为经过天线电路耦合的调制内部参考电压该脚输出内部参考电压复位和掉电当为⾼时内部灌电流关闭振荡器停⽌输⼊端与外部断开该管脚的下降沿启动内部复位振荡器反向放⼤器输出表3-1 MF RC500管脚描述4 并⾏接⼝4.1 所⽀持的微处理器接⼝概述 MF RC500⽀持与不同的微处理器直接接⼝可与个⼈电脑的增强型并⼝EPP直接相连下表所⽰为MF RC500所⽀持的并⼝信号总线控制信号总线独⽴的地址和数据总线复⽤的地址和数据总线控制 NRD NWR NCS NRD NWR NCSALE地址 A0,A1,A2 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5 独⽴的读和写选通信号数据D0 … D7AD0 … AD7控制 R/NW,NDS,NCSR/NW,NDS,NCS,AS地址 A0,A1,A2 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5 共⽤的读和写选通信号数据D0 … D7AD0 … AD7控制 nWrite,nDStrb,nAStrb,nWait地址 AD0,AD1,AD2,AD3,AD4,AD5 带握⼿的共⽤读和写选通信号EPP数据AD0 … AD7表4-1 所⽀持的并⼝信号4.2 微处理器接⼝类型⾃动检测在每次上电或硬复位后 MF RC500也复位其并⾏微处理器接⼝模式并检测当前微处理器接⼝的类型MF RC500在复位阶段后根据控制脚的逻辑电平识别微处理器接⼝这是由固定管脚连接的组合见下表和⼀个专门的初始化程序实现的见11.44.3 与不同微处理器类型的连接如下表所⽰并⾏接⼝类型独⽴读/写选通共⽤读/写选通MF RC500专⽤地址总线复⽤地址总线专⽤地址总线复⽤地址总线带握⼿的复⽤地址总线ALE HIGH ALEHIGHASnAStrb A2 A2 LOW A2 LOW HIGH A1 A1 HIGH A1 HIGH HIGH A0 A0 HIGH A0 LOW nWait NRD NRD NRD NDS NDS NDStrb NWR NWR NWR R/NW R/NWNWRite NCS NCS NCS NCS NCSLOW D7 … D0D7 … D0AD7 … AD0D7 … D0AD7 … AD0AD7 … AD0表4-24.3.1 独⽴的读/写选通信号图4-1 独⽴的读时序规格参见20.5.2.1章节4.3.2 共⽤的读/写选通信号图4-2 共⽤的读/写选通连接到微处理器时序规格参见20.5.2.2章节4.3.3 带握⼿机制的共⽤读/写选通信号EPP图4-3 带共⽤读/写选通和握⼿机制连接到微处理器时序规格参见20.5.2.3章节EPP备注尽管在EPP的标准中⽆⽚选信号的定义MF RC500的N_CS允许禁⽌nDStrb信号如果不⽤应将其接到DVSS在每次上电或硬复位后nWait信号由A0脚发出为⾼阻态nWait将在复位后nAStrb上的第⼀个下降沿时定义MF RC500不⽀持读地址周期5 MF RC500寄存器集合5.1 MF RC500寄存器概述和停⽌字节缓冲区输⼊和输出接收器和发送器以及例如定时器显⽰上次命令执⾏错误状态的错误标志MF RC500寄存器集(续)接收器启动前的时间间隔信道上数据完整性检测的类型和模式表5-1 MF RC500寄存器汇总5.1.1 寄存器位状态不同的寄存器的位和标志的状态是不同的这取决于它们的功能原则上具有相同状态的位都归类到共⽤的寄存器中状态这些位可通过微处理器读和写因此它们的内容不会例如TimerReload寄存器可通过微处理器读写还会被内部状态机读取但不会改变它们这些位可通过微处理器读和写例如寄存器在执⾏完实际的命令后⾃动改变它的值这些寄存器保存标志其值仅由内部状态决定ErrorFlag状态但不能通过外部写⼊这些寄存器仅⽤于控制⽅式它们可通过微处理器写⼊但不能读出读这些寄存器会返回不确定的值TestAnaSelect脚的信号是不可能读出它的内容表5-2 寄存器位的状态和设计5.2 寄存器描述5.2.1 页0命令和状态5.2.1.1 Page寄存器选择寄存器页名称Page 地址0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38 复位值1000000,0x807 6 5 4 3 2 1 0R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W 位描述PageSelect低位由地址脚或内部地址锁存单独定义内部地址所处的整个内容定义寄存器地址4-2此情况下它指定寄存器页5.2.1.2 Command寄存器启动和停⽌命令的执⾏名称Command 地址0x01 复位值x00000000xx07 6 5 4 3 2 1 0 IFDetect Busy 0 Commandr r dy dy dy dy dy dy位描述显⽰接⼝检测逻辑的状态接⼝检测正在进⾏读该寄存器显⽰实际执⾏的命令5.2.1.3 FIFOData寄存器64字节FIFO缓冲区输⼊和输出名称FIFOData 地址0x02 复位值xxxxxxxx0xxx7 6 5 4 3 2 1 0FIFODatady dy dy dy dy dy dy dy位描述并出的作⽤5.2.1.4 PrimaryStatus寄存器接收器发送器和FIFO缓冲区状态标志名称PrimaryStatus 地址0x03 复位值000001010x05 7 6 5 4 3 2 1 0HiAlertLoAlertErr0 ModemState IRqr r r r r r r r位描述因此它帧起始模式FIFO缓冲区发送数据或冗余检测位当接收器启动时当接收器停⽌时RxWait计数器激活缓冲区内的字节数满⾜下⾯的等式HiAlert=FIFOLength WaterLevel时1FIFOLength=WaterLevel=4 HiAlert=FIFOLength=59中的字节数满⾜下⾯的等式HiAlert=64WaterLevel时1例如 FIFOLength=WaterLevel= 15.2.1.5 FIFOLengthFIFO中的缓冲字节数名称FIFOLength 地址0x04 复位值000000000x007 6 5 4 3 2 1 00 FIFOLengthr r r r r r r r 位描述位符号功能7 0保留将来之⽤6~0 FIFOLengh 指⽰保存在FIFO缓冲区的字节数写⼊FIFOData寄存器增加读减少FIFOLength5.2.1.6 SecondaryStatus寄存器不同的状态标志名称SecondaryStatus 地址0x05 复位值011000000x607 6 5 4 3 2 1 0 TRunning E2Ready CRCReady 0 0 RxLastBits r r r r r r r r 位描述位符号功能7 TRunning 如果为1MF RC500的定时器单元正在运⾏例如计数器会在下个定时器时钟将TimerValue寄存器值减⼀6 E2Ready 如果为1MF RC500已经完成对E2PROM的编程5 CRCReady 如果为1MF RC500已经完成CRC的计算4~3 00 该值不会被改变2~0 RxLastBits 显⽰最后接收字节的有效位个数如果为0整个字节有效5.2.1.7 InterruptEn寄存器使能和禁⽌中断请求通过的控制位名称InterruptEn 地址0x06 复位值000000000x007 6 5 4 3 2 1 0LoAlertIEn SetIEn 0 TimerEn TxIEn RxIEn IdleIEn HiAlertIEnw r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w位描述该位清零将清除标记的位允许将定时器中断请求由传递给脚IRQ除了通过外该位不能直接置位或清零允许将发送器中断请求由TxIRq传递给脚IRQ外该位不能直接置位或清零允许将接收器中断请求由RxIRq指⽰传递给脚除了通过外该位不能直接置位或清零允许将中断请求由IdleIRq传递给脚IRQ除了通过外该位不能直接置位或清零中断请求由HiAlertIRq指⽰传递给脚IRQ除了通过外该位不能直接置位或清零允许将中断请求LoAlertIRq指⽰传递给脚IRQ除了通过外该位不能直接置位或清零5.2.1.8 InterruptRq寄存器中断请求标志名称InterruptRq 地址0x07 复位值000000000x007 6 5 4 3 2 1 0LoAlertIRqHiAlertIRqIdleIRqSetIRq 0 TimerIRqTxIRq RxIRqw r/w dy dy dy dy dy dy位描述设置为1定义在InterruptRq寄存器中置1的位设置为0清除InterruptIRq中标记的位6 0保留将来之⽤5 TimerIRq当定时器TimerValue寄存器值减为0时置位4 TxIRq当下列条件之⼀发⽣时置位Transceive命令所有数据都已发送Auth1和Auth2命令所有数据都已发送WriteE2命令所有数据都已编程CalcCRC命令所有数据都已处理3 RxIRq当接收终⽌时该位置位2 IdleIRq当命令由其⾃⾝终⽌时该位置位例如当命令寄存器的值从任何寄存器变为Idle寄存器的值时如果⼀个未知的命令启动IdleIRq置位由微处理器启动Idle命令不置位IdleIRq1 HiAlertIRq当HiAlert置位时该位置位与HiAlert相反HiAlertIRq保存该事件并只能通过SetIRq复位0 LoAlertIRq当LoAlert置位时该位置位LoAlertIRq保存该事件并只能通过SetIRq 复位5.2.2 页1控制和状态5.2.2.1 页寄存器选择寄存器页见5.2.1.15.2.2.2 控制寄存器不同的控制标志例如定时器节电名称Control 地址0x09 复位值000000000x00FlushFIFOTStopNowCrypto1On0 0 StandByPowerDownr/w dy dy dy w w w r/w位描述这表⽰内部电流消耗模块关闭晶振保持将该位置这表⽰内部电流消耗模块包括晶振在内关闭3 Crypto1On该位指⽰因此与卡的所有数据通信都被加密⽴即停⽌定时器读该位总是返回读该位总是返回FIFO写指针和5.2.2.3 ErrorFlag寄存器Error标志指⽰上⼀个执⾏命令的错误状态名称ErrorFlag 地址0x0A 复位值000000000x007 6 5 4 3 2 1 0FramingErrParityErrCollErrFIFOOvflCRCErr0 KeyErrAccessErrr r r r r r r r 位描述位符号功能7 0保留将来之⽤6 KeyErr如果LoadKeyE2或LoadKey命令识别出输⼊数据不是根据密匙格式定义编码则将该位置位启动LoadKeyE2或LoadKey命令时该位清零5 AccessErr如果对E2PROM的访问权限被禁⽌该位置位启动与E2PROM相关的命令时该位清零4 FIFOOvfl如果微处理器或MF RC500内部状态机例如接收器试图将数据写⼊FIFO缓冲区⽽FIFO缓冲区已满时该位置位3 CRCErr如果RxCRCEn置位且CRC失败该位置位该位在PrepareRx状态中接收器的启动阶段⾃动清零2 FramingErr如果SOF不正确该位置位该位在PrepareRx状态中接收器的启动阶段⾃动清零1 ParityErr如果奇偶校验失败该位置位该位在PrepareRx状态中接收器的启动阶段⾃动清零0 CollErr如果检测到⼀个位冲突该位置位该位在PrepareRx状态中接收器的启动阶段⾃动清零5.2.2.4 CollPos寄存器RF接⼝上检测到的第⼀个位冲突的位置名称CollPos 地址0x0B 复位值000100110x007 6 5 4 3 2 1 0CollPosr r r r r r r r 位描述位符号功能7~0 CollPos 该寄存器指⽰在接收到的帧中第⼀个检测到的冲突位的位置例0x00指⽰在起始位的位冲突0x01指⽰在第1位的位冲突0x08指⽰在第8位的位冲突5.2.2.5 TimerValue寄存器定时器的实际值名称TimerValue 地址0x0C 复位值XXXXXXXX0xXX7 6 5 4 3 2 1 0TimerValuer r r r r r r r位符号功能7~0 TimerValue 该寄存器显⽰定时器计数器的实际值5.2.2.6 CRCResultLSB寄存器CRC协处理器寄存器低字节名称CRCResultLSB 地址0x0D 复位值XXXXXXXX0xXX7 6 5 4 3 2 1 0CRCResultLSBr r r r r r r r 位描述位符号功能7~0 CRCResultLSB 该寄存器显⽰CRC寄存器低字节的实际值它只在CRCReady设为1时有效5.2.2.7 CRCResultMSB寄存器CRC协处理器寄存器⾼字节名称CRCResultMSB 地址0x0E 复位值XXXXXXXX0xXX7 6 5 4 3 2 1 0CRCResultMSBr r r r r r r r 位描述位符号功能7~0 CRCResultMSB 该寄存器显⽰CRC寄存器⾼字节的实际值它只在CRCReady设为1时有效对于8位CRC校验该寄存器值未定义5.2.2.8 BitFraming寄存器位⽅式帧的调节名称BitFraming 地址0x0F 复位值000000000x007 6 5 4 3 2 1 00 RxAlign 0 TxLastBitsr/w dy dy dy r/w dy dy dy⽤于位⽅式帧的接收更多的位存储到后⾯的位位置RxAlign例RxAlign0接收的第⼆个位存在位1RxAlign1接收的第⼆个位存在位2RxAlign3接收的第⼆个位存在位4RxAlign7注强烈建议不要使⽤7以防⽌数据丢失14223038检测到的位冲突不能通过解决需要软件来实现保留将来之⽤⽤于位⽅式帧的发送TxLastBits000指⽰最后字节的所有位都要发送在发送之后5.2.3 页2发送器和控制5.2.3.1 页寄存器选择寄存器页见5.2.1.15.2.3.2 TxControl寄存器控制天线脚TX1和TX2的逻辑状态名称TxControl 地址0x11 复位值010110000x587 6 5 4 3 2 1 0TX2RFEnTX1RFEnTX2Cw0 ModulatorSource 1 TX2Invr/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w位描述调制器的输⼊源低⾼内部编码器11管脚该值不会被改变管脚管脚管脚管脚5.2.3.3 CwConductance寄存器选择天线驱动脚TX1和TX2的电导率名称CwConductance 地址0x12 复位值001111110x3F 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 GsCfgCWr/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w 位描述001111117 6 5 4 3 2 1 0000110017 6 5 4 3 2 1 0 注:该寄存器值不会被改变!5.2.3.6 ModWidth寄存器选择调制脉冲的宽度名称ModeWidth 地址0x15 复位值000100110x137 6 5 4 3 2 1 0ModeWidthr/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w 位描述5.2.3.7 PreSet16寄存器000000007 6 5 4 3 2 1 0 注该寄存器值不会被改变5.2.3.8 PreSet17寄存器000000007 6 5 4 3 2 1 0 注:该寄存器值不会被改变!5.2.4 页3:接收器和解码器控制5.2.4.1 页寄存器选择寄存器页见5.2.1.15.2.4.2 RxControl1寄存器控制接收器状态名称RxControl1 地址0x19 复位值011100110x737 6 5 4 3 2 1 00 1 1 1 0 0 Gainr/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w 位描述5.2.4.3 DecodeControl寄存器名称RxControl1 地址0x1A 复位值000010000x087 6 5 4 3 2 1 00 1 0 0 00 0ZeroAferCollr/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w 位描述位符号功能7~6 00 该值不会被改变5 ZeroAferColl 如果设置为1在⼀个位冲突之后的任何位都屏蔽为0这就很容易由ISO14443A中定义的防冲突处理进⾏处理4~0 01000 该值不会被改变5.2.4.4 BitPhase寄存器选择发送器和接收器时钟之间的位相位名称RxControl1 地址0x1B 复位值101011010xAD7 6 5 4 3 2 1 0BitPhaser/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w位描述位符号功能7~0 BitPhase 定义发送器和接收器时钟之间的位相位注:该寄存器的正确值对正常操作是⾮常必要的.5.2.4.5 RxThreshold寄存器选择位解码器的阀值名称RxThreshold 地址0x1C 复位值111111110xFF7 6 5 4 3 2 1 0MinLevel CollLevel r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w位描述如果信号⼩于该值将不进⾏计算该信号必须被位达到以产⽣相对于强半位幅度的位冲突5.2.4.6 PreSet1D寄存器000000000x007 6 5 4 3 2 1 05.2.4.7 RxControl2寄存器控制解码器的状态并定义接收器的输⼊源名称RxThreshold 地址0x1E 复位值010*******x417 6 5 4 3 2 1 0RcvClkSell RxAutoPD 0 0 0 0 DecoderSource r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w 位描述1时钟⽤作接收器时钟I-90o相移1接收器电路在接收前⾃动打开并在完成后关闭这样可减少电流的消耗如果设置为0该值不会被改变00011011管脚5.2.4.8 ClockQControl 寄存器控制时钟产⽣⽤于90o相移的Q 信道时钟名称ClockQControl 地址0x1F 复位值000XXXXX0xXX7 6 5 4 3 2 1 0 ClkQ180Deg ClkQCalib 0ClkQDelayr r/w r/w dy dy dy dy dy位描述位符号功能7 ClkQ180Deg 如果Q-时钟与I-时钟的相移超过180o,该位置1,否则为06 ClkQCalib 如果该位为0Q-时钟在复位后和从卡接收数据后⾃动校准5 0 该值不会被改变4~0 ClkQDelay 该寄存器显⽰实际⽤于产⽣I-时钟的90o相移以获得Q-时钟的延迟元素的数⽬它可由微处理器直接写⼊或在校准周期⾃动写⼊5.2.5 页4RF 时序和信道冗余5.2.5.1 页寄存器选择寄存器页见5.2.1.1 5.2.5.2 RxWait 寄存器选择发送后接收器启动前的时间间隔名称ClockQControl 地址0x21 复位值000001010x067 6 5 4 3 2 1 0 RxWaitr/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w 位描述位符号功能7~0 RxWait在数据发送后接收器的启动由于RxWait 位时钟⽽延迟在这段帧保护时间内管脚Rx 上的任何信号都被忽略5.2.5.3 ChannelRedundancy 寄存器选择RF 信道上数据完整性检测的类型和模式名称ChannelRedundancy 地址0x22 复位值000000110x037 6 5 4 3 2 1 00 CRCMSB FirstCRC3309CRC8 RxCRCEn TxCRCEn ParityOdd ParityEn r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w r/w。
基于MF RC500 RFID读写系统的研究与设计
１ Ｍｉ ｒ ｎ 射 频卡 的结 构和工作 原理 ｆ ｅｏ ｅ ａ
１１工作原理 ．
Ｍ ｆ ｒ ｒ 卡 每 个扇 区 的 密码 和 存 取 控 制 都 是独 立 的， ｉａ ｅ ｏ ｅ
存取控制 决 射 频卡的电气部分 由天线、１＂ ４－ （ ６ Ｋ 波特率） Ｆ 可以根据 实际需要设定各 自的密码及存取 控制， 高速 １ Ｂ ０ 的Ｒ
１扇 包 接 口、 个控制单元和１ Ｋ Ｅ Ｒ Ｍ 成。 １ 个８ ４ Ｐ Ｏ 组 ￣Ｅ 工作原理如下： 读 定 各 块 的 读 写权 限与 密 码 验 证 。 ６ 区 中的 每 块 （ 括 数 据 块
的存取条件是由密码和存取控制共 同决定的。 卡 器 向射 频 卡发 一 组 固 定 频 率 的 电磁 波 ， 片 内有 １ Ｌ 串联 和控制块） 卡 个 ｃ 谐振 电路， 其频 率与读 卡器发射 的频 率相 同， 电磁波 的激 ２ 读卡器硬件设计 在 励下， ｃ Ｌ 谐振 电路产 生共振 ， 从而使电容 内有 了 电荷， 在这个 电容 的另一端 ， 有１ 接 个单向导通 Ｉ ｃ 姓 ｆ Ｄ 示 ～ Ｌ 的 电 子 泵 ， 电容 内的 电荷 送 到 另 一 个 电容 内 【 皇 将 塑 Ｉ一
脚， 以上各个 引脚 均带施密特 触发器 。 送时， Ｆ Ｒ ５ ０ 发 Ｍ — Ｃ ０ 通 数值成 反比例变化 ， 选择 的品质因数过高会导致带宽缩小， 过Ｔ １ Ｘ 提供 １．６ Ｈ 的能量 载波 ， Ｘ 和Ｔ ２ ３５ Ｍ ｚ 根据 寄存器 的设定 从而 明显地减弱卡片接收到 的调制边 ， 因此一般系统 的最佳 对并 口上待 发送 数据进行 调制得 到发送信号； 收时， 接 天线 品质 因数为３ 左右， Ｏ 最大不能超 过６ 。 ０ 品质 因数可由公式 （） １
基于MF RC500射频读写器的设计与实现
相连进行数据传送 ， 同时 由 Ａ ８ Ｓ２中断 ０ ＩＴ ） Ｔ ９５ （Ｎ ０ 引脚控制读写芯片 Ｍ Ｃ ０ ＦＲ ５０的中断请求 ＩＱ 即 Ｒ ， Ａ ８ Ｓ２利用 Ｍ Ｃ ０ Ｔ ９５ ＦＲ ５０提供中断信息对其进行控
ｈ ＦＤ ｒ ｄ ｒ ｍｍ ｎｃ ｉ ｓ ｓ ｅｅ ｔ Ｔ ｄ ｒ ｓ ｅ ａ ｅ ｎ ａ ｒ ｇａ ｉ ａ ｍ ｎ ｌｙ ｔｅＲ Ｉ ａｅ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎ ｒｓｎｅ ． ｅｒａ ｅ ｉ ｒ ｉ ｌ ａ ｄｈ ｓ ｔ ｎ ｔｊｍ ｉｇａｉｔ ｅ ｃ ａｏ ｉｐ ｄ ｈ ｅ ｌｂ ｓｏ ｎ － ｂ ｉ．
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｓ ｐａ ｅ ｉｔｏ ｕ ｅ ａ ｎ ｎ—ｏ ｔｃ ＲＦ ｅ ｄ ｒ ａ ｅ ｏ ＭＦ ｓ ｒ ｃ ： ｈｉ ｐ ｒ ｎｒ ｄ ｃ ｓ ｏ ｃ ｎ ａ ｔ ｒ ａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｎ ＲＣ５ ０． Ｔｈ ｓ ｈ ｍａｉｓ ｏ ０ ｅ ｃ ｅ ｔｃ ｆ
特 殊 内存 寄 存 器 的读 写 。读 写 芯 片 Ｍ Ｃ０ 的 Ｆ Ｒ ５０ Ｄ —７ 数据 端 口） Ａ ８Ｓ２数 据端 口 Ｐ 口直 接 ｏＤ （ 和 Ｔ ９５ ０
签 、 写 器 以及 数 据 交 换 管 理 系 统 （ 用 系 统 ） 读 应 组 成 。Ｒ Ｉ ＦＤ技术 具有 条形 码 所 不 具 备 的 防水 、 防磁 、
Ｉｓｏ ｅ ａ ｏ ｉｔｎ ｅ ｃ ｎ ｒ ａ ｈ ７ ｍ． ｔ ｐ ｒ ｔ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｅ ｃ ｃ ｉ ａ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ＲＦＩ ｄｓ Ｄ；ｒ ａ ｅ ；ＭＦ ＲＣ５ ０ ｅｄ ｒ ０
０ 引言
射 频识别 （ ａｉ ＦｅｕｎｙＩｅｔ ｃｔｎ Ｒ ｄｏ ｒ ｅｃ ｄｎｉ ａｏ ，以下 ｑ ｉ ｆ ｉ 简称 Ｒ Ｉ 技术是 一种 非 接 触式 自动 识 别技 术 ， ＦＤ） 它 利用射 频方式 自动识别 目标对 象 ， 获取 相关 数据 。 并
基于MFRC500的Mifare射频卡读写器设计
总第 ４４ 卷 第 ５０１ 期 ２００７ 年 第 ９ 期
电测与仪表 Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒ ｅｍｅｎｔ ＆ Ｉｎｓｔｒ ｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．５０１ Ｓｅｐ． ２００７
图 ４ 信号接受与发射块 天线部分电路如图 ４ 所示。天线拾取的信号经过 天线匹配电路送到 ＲＸ 脚， ＭＦ ＲＣ５００ 的内部接收器 对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处 理 ， 然 后 数 据 发 送 到 并 行 接 口 ， 由 ＭＣＵ 进 行 读 取 。 ＭＦ ＲＣ５００ 通过 ＴＸ１ 和 ＴＸ２ 提供 １３．５６ ＭＨｚ 的能量 载波驱动天线。根据寄存器的设定对发送数据进行调 制来得到发送的信号。Ｍｉｆａｒｅ１ 卡采用 ＲＦ 场的负载调 制进行响应。 读写器与上位机的通信采用 ＲＳ－ ２３２ 方式， 单片 机 ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ 与 ＰＣ 串 口 电 平 不 匹 配 ， 使 用 ＭＡＸ２３２ 型电平转换器进行电平转换。接口电路如图 ５ 所示。
图 ５ 读写器与 ＰＣ 通过 ＲＳ２３２ 连接的接口图 ３．２ 程序设计
设计思想： 当有 Ｍｉｆａｒｅ１ 射频卡进入距离射频天 线 １００ｍｍ 内， 读卡器就可以读到卡中的数据。系统单 片机要将所读数据进行分析处理， 如果符合条件， 则 读卡成功指示灯闪一下， 蜂鸣器鸣叫一声。并将卡片 数据与当前时间一起存入单片机内的 ＥＥＰＲＯＭ， 并在 ＬＥＤ 显示器上显示卡数据。没有卡进入读卡器工作范 围时， 在显示器上显示当前时间。若读卡出错， 显示出 错标志。在与上位机通讯时， 将单片机内部 ＥＥＰＲＯＭ 存入的信息发往上位机。
图 ２ 专用读写芯片 ＭＦ ＲＣ５００ ＭＣＵ 是通过对读写模块 ＭＦ ＲＣ５００ 内核特殊的 内存寄存器的读写来控制 ＭＦ ＲＣ５００。ＭＦ ＲＣ５００ 射 频模块的 Ｄ０ － Ｄ７（数据端口）和单片机数据端口 Ｐ０ 口 直接连接进行数据传送，中断请求口 ＩＲＱ 和单片机的 中 断 ０（ ＩＮＴ０）连 接，即 单 片 机 利 用 ＭＦ ＲＣ５００ 提 供 中 断信息对其进行控制。读写器的控制单片机原理如图 ３ 所示。
基于MF RC500型射频读写器的设计
基于MF RC500型射频读写器的设计摘要：在对射频识别系统的组成和原理进行分析的基础上，提出了基于Philips公司MF RC500和C8051F236型单片机实现的射频识别读写器的设计与实现方法。
首先对MF RC500的特性做了介绍，然后给出了RFID读写器的硬件和软件的设计。
关键词：射频识别；MFRC500；C8051F2360 引言射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
射频IC卡属于非接触式IC卡，它避免了普通IC卡与读写器之间的物理接触，减少了卡的磨损，识别工作无需人工干预，识别工作可工作于任何恶略环境。
射频IC卡和射频读写器构成了现在广泛应用的射频读写系统。
本文提出了一种基于MF RC500和C8051F236型单片机的射频读写器的设计方法。
该读写器能完成对Mifare1 卡的读、写及控制操作, 具有响应速度快、读卡距离远、通信稳定等优点。
1 系统的总体结构和工作原理整个系统由上位机、C8051F236单片机、MF RC500芯片和PCB 印制天线组成，该读写系统与Mifare1卡之间的数据交换是通过射频场完成的。
系统总体框图如图1。
上位机与MCU微控制器之间采用串口进行通信，通过发送M1卡读写命令，来对MCU控制器进行控制；C8051F236单片机和MF RC500芯片构成系统的射频读写器部分；PCB天线完成系统的高频电流和电磁波的转换作用。
其工作原理：射频频读写器向M1卡发送一组承载着读写命令的电磁波，M1卡内有一个LC串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同。
在电磁波的激励下，LC协振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为卡内其它电路提供工作电压。
M1卡根据读写命令，遵循ISO 1443A协议，接受和发送数据。
基于射频识别技术的门禁系统(完整版)
3.2系统硬件模块分析17
3.2.1射频读写模块分析17
3.2.2其他部分硬件分析18
3.3射频读写模块设计19
3.4直接匹配天线20
3.4.1 EMC电路20
3.4.2接收电路20
MFRC500中文资料
2 方框图
图 2-1 MF RC500 方框图
3 管脚信息
3.1 管脚配置 下图所示用黑体字母标注的管脚由 AVDD 和 AVSS 供电 黑线所标的管脚由 TVSS 和 TVDD 供电 其它管脚由 DVDD 和 DVSS 供电
2
V+ GND
V+ GND
图 3-1 MF RC500 SO32 封装管脚配置
I /读 MF RC500 寄存器读出数据 D0~D7 选通
NDS
I /数据选通 读和写周期的选通
nDStrb
I /数据选通 读和写周期的选通
12 DVSS
PWR 数字地
3
管脚 符号 类型 描述
13 D0~D7
I/O 8 位双向数据总线
20 AD0~AD7 I/O 8 位双向地址和数据总线
21 ALE
3.2 管脚描述
管脚类型 I 输入 ຫໍສະໝຸດ 输出 PWR 电源管脚 符号 类型 描述
1 OSCIN
I 晶振输入 振荡器反相放大器输入 该脚也作为外部时钟输入(fosc=13.56MHz)
2 IRQ
O 中断请求 输出中断事件请求信号
3 MFIN
I MIFARE 接口输入 接受符合 ISO14443A(MIFIRE)的数字串行数据流
选择发送器和接收器时钟之间的位相位
1C RxThreshold
选择位解码器的阀值
1D PreSet1D
该值不会改变
1E RxControl2
控制解码器状态和定义接收器的输入源
1F ClockQControl
控制时钟产生用于 90º相移的 Q 信道时钟
20 Page
选择寄存器页
MFRC500射频卡识别电路的设计
MFRC500射频卡识别电路的设计
射频卡是一种无源的芯片卡，广泛应用于门禁系统、公交卡及一卡通系统等领域。
MFRC500是一款常用于射频卡识别的芯片，具有高度集成的特点，可用于射频通信、数据接收和解调处理等功能。
射频卡识别电路的设计需要考虑以下几个关键因素：
一、射频天线设计
射频天线是射频卡与读卡器之间的媒介，其设计直接影响到射频卡的工作效果。
一般射频天线采用线圈结构，常用的有圆形、方形和长方形等形状。
其设计需要兼顾天线的有效接收范围和读卡器的射频输出功率。
二、射频信号调制与解调设计
三、射频功率控制电路设计
射频功率控制电路用于控制读卡器的射频功率输出，以保证射频卡与读卡器之间的通信质量。
一般采用功率放大器作为输出驱动，通过控制电路控制射频功率的大小。
此外，还需要考虑功率放大器的稳定性和功耗问题。
四、射频通信协议设计
五、射频电路与控制电路的连接
射频电路与控制电路之间需要进行相应的连接与接口设计，以实现射频天线与MFRC500芯片的通信和数据传输。
此外，还需要考虑射频电路与控制电路之间的干扰与隔离，以避免相互之间的干扰影响射频卡的识别效果。
综上所述，射频卡识别电路的设计需要考虑射频天线设计、射频信号调制解调设计、射频功率控制电路设计、射频通信协议设计以及射频电路与控制电路的连接。
需要根据具体应用需求进行相应的设计与实现，以满足射频卡的识别要求。
基于MFRC500型读卡器的无源RFID系统设计
摘要 ： 在对 射频 识 别（兀Ｄ 系统的组 成 和原 理进 行 分析 的基 础 上， 出基 于 Ｐ ｉｐ 公 司 ＭＦ Ｒ ５ ０ Ｒ １ 提 ｈｌ ｓ ｉ Ｃ ０
型 读卡 器和 Ａ ８ Ｓ １型单 片机 实现 的射 频 识别读 写 器的设 计方 法。 首先介 绍 Ｒ Ｉ 系统的组 成及 Ｔ９５ ＦＤ
ＭＦＲ ５０的特 性 ， 着 给 出由 Ａ ８Ｓ ｌ 单 片机和 ＭＦＲ ５０构 建无 源 Ｒ Ｃ ０ 接 Ｔ ９５ 型 Ｃ０ 兀Ｄ 系统 的原 理 设计 ，
以及 对 Ｍｉ ｒ ５ ｆ ｅ￥ ０卡 的读写 流程 。 ａ
关
键
词： 射频 识别技 术 ； 读 卡 器 ；ＭＦＲ ５ ０ 单 片机 ； Ｔ ９ ５ ； Ｒ Ｉ 标签 Ｃ０ ； Ａ ８ Ｓ １ ＦＤ
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｄｏ ｆ ｑ ｅ ｃ ｅ ｔ ｃｔ ｎ（ ＦＤ ； ｅ ｄｒ ＭＦＲ ５ ０ ＭＣ ； Ｔ ９ ５ ；Ｒ Ｉ ｇ ｙｗ ｒ ｓ ｒ ｉ－ｒ ｕ ｎｙｉ ｎｉ ａ ｏ Ｒ Ｉ ） ｒａ ｅ； Ｃ ０ ； Ｕ Ａ ８ Ｓ Ｆ Ｄ ｔ ａ ｅ ｄ ｆ ｉ ｉ １ ａ
无 电 厂； 线 波 一
Ｙ 、 融 、 焉
图 １ 无 源 Ｒ Ｉ 系统 的 组 成 ＦＤ
过 程 ， 实 现 安 全 通信 和存 储 ， 写 器 具 有 不 直接 可 读
维普资讯
《 国外 电子元器件）０ ６ ２０ 年第 ４ 期 ２０ ０６年 ４月
●应 用 与 设 计
基于 ＭＦＲＣ ０ ５ ０型读卡 器的无 源 Ｒ Ｉ 系统设计 ＦＤ
李 鹏。 成 理
（ 西安 电子 科 技 大 学 电子 工 程 学 院 ，陕 西 西 安 ７ ０ ７ ） １０ １
相连 ， Ｒ Ｉ 对 ＦＤ的推 广有重 要意 义 。
基于MF_RC500的通用射频卡读写模块的设计
收稿日期 :2004 - 11 - 16 收修改稿日期 :2005 - 02 - 17
和蜂鸣器报警电路 ,系统原理图见图 2 。
第 7 期
唐承佩等 :基于 MF - RC500 的通用射频卡读写模块的设计
选择卡片 ( Select Tag) : 选择被选中的卡的序列 号 ,并同时返回卡的容量代码 。
3 次互相确认 (3 Pass Authentication) :选定要处理 的卡片之后 ,读写器就确定要访问的扇区号 ,并对该
扇区密码进行密码校验 ,在 3 次相互认证之后就可以 通过加密流进行通讯 。
0ACH
读卡片数据块
命令序列 :
命令码 命令块长度
命令块
异或校验码 A
0ACH
05H
数据块号 ,4 字节卡序列号
正确返回的数据序列 :
返回码 数据块长度
数据块
异或校验码 B
00H
10H
16 字节数据
# 举例 : 命令序列 :0ACH ,05H ,04H ,10H ,10H ,10H ,10H ,0ADH 返回数据 : 00H , 10H , 00H , 00H , 00H , 00H , 00H , 00H , 00H , 00H , 00H ,
3 8
Instrument Technique and Sensor
J ul12005
跳线来实现 。如图 2 所示 ,当连接跳线 1 时 ,可选择 的通信方式为 TTL 电平串口和二线制通信方式 。当 采用 TTL 电平串口方式时 ,读写模块的串口与外面应 用系统串口直接相连 ;而当采用二线制通信方式时 , 读写模块内单片机的串口当作普通 I/ O 口使用 ,方便 与应用系统 I/ O 口连接 ,以实现二线制通信方式 ,该 通信模式主要用于外接应用系统串口被占用的情况 。 在连接跳线 2 时 ,所选择的是 RS232 串口通信方式 , 此时 ,读写模块可直接与 PC 通信 ,电路中 MAX232 芯 片的作用是实现 RS232 电平到 TTL 电平之间的转换 。 3 系统软件设计
基于MF RC500的非接触读卡器设计
秀洲区创建省级示范文明城区（测评材料）责任任务分解表[供台帐资料收集参考]秀洲区文明办（2010年3月）说明一、被测评城区还应提供相关材料，供测评人员审核。
提交材料的要求如下：1、基本指标中的各类数据，申报浙江省文明城区的，应提供测评年度前一年的材料；申报浙江省示范文明城区的，应提供测评年度前两年的材料（“材料审核记录表”中有特别规定的除外）；2、提交的文字性材料须经过整理，整理的格式如下：首先提供结论性说明，然后附上原始依据或复印件。
3、所有材料均须由出具单位盖章。
4、所有材料均须编号，编号格式如下：Ⅱ-1-1-①，“Ⅱ-1”代表指标序号，“1”代表该指标中第1个测评内容，“①”代表该测评内容中的第1个标准。
二、统计口径1、考核数据为整个区域范围的数据（指标体系作了明确限定的除外）；2、凡按照统计法和行业主管部门要求纳入当地统计范围的数据，以当地的统计数据为准；3、以人口为计算基数的数据，如果未纳入当地统计范围，以户籍人口为统计口径。
三、审核要求1、形式审核，即测评人员审核被测评城区所提供的材料是否符合本说明第二条的规定；2、内容审核，即测评人员根据“材料审核记录表”审核被测评城区是否达到测评体系的相关标准；3、填写“材料审核结果汇总表”（填写要求见汇总表的说明）。
1区人口总数。
II-12材料审核记录表11区人口总数。
II-123区人口总数。
II-145区人口总数。
6区人口总数。
8区人口总数。
10区人口总数。
12区人口总数。
14区人口总数。
16区人口总数。
18区人口总数。
20。
基于MF-RC500射频卡读写系统设计
基于MF-RC500射频卡读写系统设计郭国法;淡丹;张开生【期刊名称】《电脑知识与技术》【年(卷),期】2015(000)035【摘要】针对射频卡的读写系统，采用STC89S52为主控芯片，研究了MF-RC500的射频卡读写系统设计方法，通过RS232为数据传输接口连接上位机以及键盘来构建一种适用于各个应用场合的非接触式IC卡读写系统，程序中利用单片机的低功耗模式达到系统节能降耗的目的。
实验表明，基于MF-RC500射频卡读写系统设计运行稳定，切实可行。
%TO radio frequency (RF) card read-write system,the main control chip of STC89S52 is adopted and the design method of RF card read-write system based on MF-RC500 is researched. Through RS232 interface for data transmission to connect PC and keyboard ,a kind of non-contact IC card read-write system adapting to the various applications is built ,using low power mode of microcontroller to achieve the purpose of system energy saving. Experiments show that the RF card reader based on MF-RC500 system running well, is feasible.【总页数】3页(P117-119)【作者】郭国法;淡丹;张开生【作者单位】陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021;陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021;陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于MF-RC500的通用射频卡读写模块的设计 [J], 唐承佩;倪江群2.基于MF-RC500模组的Mifare射频卡识别系统的开发 [J], 包国峰3.基于MF-RC500的射频卡读写系统设计 [J], 崔光照;袁赞;刘沙;伍银波4.基于MF-RC500和Mifare射频卡识别模块的设计 [J], 牛斗;常国权;李丹;曲广强5.基于MF-RC500和Mifare射频卡识别模块的设计 [J], 牛斗;常国权;李丹;曲广强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于MF RC500 芯片的读写器_物联网：射频识别（RFID）核心技术详解（第3版）_[共2页]
![基于MF RC500 芯片的读写器_物联网：射频识别（RFID）核心技术详解（第3版）_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/214307aa27284b73f3425044.png)
高频读写器 317 13.4.2 基于MF RC500芯片的读写器(1) 基于MF RC500和AT89S51的读写器系统根据RFID 原理和MF RC500的特性，可设计基于MF RC500芯片和AT 89S51单片机的RFID 读写器系统，结构框图如图13-16所示。
图13-16 基于MF RC500和AT89S51的读写器构成框图• 系统硬件设计系统主要由MF RC500、AT89S51、晶体振荡器、看门狗、MAX232和矩阵键盘等组成。
系统先由MCU 控制MF RC500，驱动天线对MIFARE 卡（也即电子标签）进行读写操作；然后与PC 通信，把数据传给上位机。
主控电路采用AT89S51，AT89S51的开发简单、快捷，运行稳定。
采用ATMEL 的AT24C256型、具有I 2C 总线的EEPROM 存储系统的数据。
为了防止系统“死机”，使用MAX813作为看门狗来实现系统上电复位、按键热重启和电压检测等。
与上位机的通信采用RS232方式的MAX232，整个系统由9V 电源供电，再由稳压模块稳压成5V 的电源。
• 系统天线设计为了驱动天线，MF RC500通过TX1和TX2提供13.56MHz 的载波。
根据寄存器的设定，MF RC500对发送数据进行调制来得到发送的信号。
天线接收的信号经过天线匹配电路送到MF RC500的RX 脚。
MF RC500的内部接收器对信号进行检测和解调，并根据寄存器的设定进行处理，然后将数据发送到并行接口，由微控制器进行读取。
一般天线的设计要达到天线线圈的电流最大、功率匹配和足够的带宽，以最大程度地利用产生磁通的可用能量，并无失真地传送用数据调制的载波信号。
天线是有一定负载阻抗的谐振回路，读写器又具有一定的源阻抗，为了获得最佳性能，必须通过无源的匹配回路将线圈阻抗转换为源阻抗，这样通过同轴线缆即可无损失地将功率从读写器传送出去。
• 系统工作流程对MF RC500的控制通常是通过读写MF RC500的寄存器实现的。
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第33卷第12期湖南科技学院学报 V ol.33 No.12 2012年12月Journal of Hunan University of Science and Engineering Dec.2012基于射频读卡器MF RC500的门禁系统潘海军(湖南科技学院 电子工程系，湖南 永州 425100)摘 要：介绍一种基于单片机AT89C52和MF RC500射频卡读写模块的门禁系统设计方案。
详细介绍了系统组成原理和各部分的设计，以及该系统的软件部分的实现，包括对MF RC500的读卡程序、串口通信控件和以太网通信控件。
关键词：AT89C52；MF RC500；串口通信中图分类号：TN87，TP27文献标识码：A 文章编号：1673-2219（2012）12-0025-030 引言射频识别技术(Radio Frequency Identification，简称RFID)是现代信息技术高速发展的产物，是一种基于变压器耦合方式以及电磁反向散射通信原理开发出来的无线、非接触方式的自动识别技术。
本文中介绍的非接触式射频卡读写器是基于单片机AT89C52与荷兰Philips公司的嵌入式读写芯片MF RC500设计开发的。
它能完成对Mifare1卡所有读写及控制操作。
Mifare技术体系，以其性能稳定，保密性强，读写速度快，在全世界射频卡行业中占有很大的比例。
使用的Mifare卡信息容量大、安全、不易伪造，扩充功能强[1-3]。
1 硬件设计MF RC500完全集成了在13.56 MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议，是高集成读卡器IC系列中的一员，支持IS014443A所有的层。
在非接触式通信过程中，该读卡IC利用先进的调制和解调概念。
MF RC500内部的发送器不需要增加有源电路就能直接驱动近距离的天线(距离最大可达100mm)。
内部的接收器提供有效的解调、解码电路，作为IS014443A兼容的应答器信号；其数字部分用于检测IS014443A帧和错误检测(奇偶&CRC)。
此外，MF RC500支持快速CRYPTO1加密算法并用于验证MIFARE 的系列产品。
它的并行接口可直接连接任何8位微处理器，给读卡器/的终端设计提供了很大的灵活性。
收稿日期：2012－10－08基金项目：2008年湖南科技学院校级青年项目“基于射频识别技术的实验室门禁系统研究”；2011年永州市科技计划项目“沼气自动控制与监测系统的设计”资助。
作者简介：潘海军(1976－)，男，湖南永州人，高级实验师，研究方向为数字化系统设计理论与应用。
由于MFRC500的高集成度及其独有的特性，使得在硬件开发和软件设计时，必须严格遵循MFRC500的特有工作时序，外部电路应严格遵守其特性，并且注意MF RC500的复位操作，否则芯片将不工作，甚至被损坏。
基于单片机AT89C52和Philips 公司的MF RC500射频卡读写模块构成的门禁系统总体结构框图如图1所示。
系统工作时，微处理器AT89c52先控制射频识别读写器读卡，然后单片机根据所得数据输出四个开关量信号(分别控制进出的两个门阀继电器)，开关量信号经过放大后分别去控制门锁继电器和读取门磁信号，同时单片机和下位PC机之间进行通讯，来获得指令和传输系统状态等，最后去操作系统的辅助设备，如液晶屏、EEPROM等。
2软件设计根据方案的选择，门禁系统部分主要以下位PC机为中心, 向上通过以太网连接到系统控制中心, 向下则通过RS485 与AT89C52相连，通过基于MF RC500芯片的读卡器对门禁终端进行数据采集, 并进行数据处理后, 发往系统控制中心。
系统的软件结构框图如图2 所示。
由图中看出,读卡程序、串口通信控件和基于以太网的网络通信组件非常重要, 正是通过这三个软件模块把读卡器、下位PC机以及系统控制中心连接起来。
其中基于以太网的网络通信组件采25用了Windows底层的Winsock网络通信组件。
2.1 读卡程序在MF RC500 的函数库中, 可直接对符合ISO14443A 标准的非接触式卡和感应器进行如下操作：void main (void){ init ()；M500PcdConfig () ;PcdReadE2 (8 ,4 , Snr-RC500) ;M500PcdMfOutSelect (mfout) ;For (count = 0 ;count < 100 ;count + + ){ status1 = M500PiccRequest ( PICC-REQALL ,tt1) ;if (status1 = = MI-OK)status1 = M500PiccAnticoll (0 , cardserialno) ;if (status1 = = MI-OK)status1 = M500PiccSelect (cardserialno ,sak1) ;if (status1 = = MI-OK)status1 = M500PiccAuth (PICCAUTHENT1A ,cardserialno , 1 , 4) ;if (status1 = = MI-OK)status1 = M500PiccRead(4 , blockdata) ;for ( counter2 = 0 ;counter2 < 16 ;counter2 + + )blockdata[counter2 ] = counter ;if (status1 = = MI-OK)status1 = M500PiccWrite ( 4 , blockdata) ;} }2.2 串口通信编程实现在基础数据采集和实时控制系统过程中，单片机AT89C52通过计算机的RS-232接口进行命令和数据传送。
在直接传送通信系统中，只要发送和接收双方同时准备好，信号发送端(TXD)、信号接收端(RXD)和信号地(GND)这3根线可进行通信；若以应答方式进行数据通信，就使用请求发送(RTS)、清除发送(CTS)或数据终端准备(DTR)、数据装置准备(DSR)进行硬件握手。
在Windows操作系统下，可以很方便地使用Win32通信API函数来实现这些硬件的握手以及数据的传送[4]。
为了交互式串行通信，在Windows通信体系中已提供1个改进的串行应用程序接口SAPI，用来进行交互式串行通信。
其中串口和其他通信设备是作为文件进行处理的，串口的打开、关闭、读取及写入所用的函数和操作文件的函数相同。
1) 打开串口。
Windows提供为读访问或写访问打开串口的CreateFile 函数，当成功打开串口后返回该串口句柄，供读写串口时使用。
2) 串口打开后，对串口进行合适配置。
Windows提供得到当前串口设置情况的GetCommState 函数，该函数接收1个打开端口句柄和1个指向DCB结构的指针，在DCB结构中返回信息，GetCommState函数利用补充函数将DCB 结构中的内容写向串口设置。
3) 读写端口。
读写端口可以通过查询、同步 I/O 、异步 I/O( 后台 I/O) 和事件驱动 I/O 4 种技术来实现。
4) 串口关闭。
通信完成后，串口应该利用CloseHandl e(hComm)函数关闭串口，其中hComm为打开的串口句柄。
否则，串口始终处于打开状态，其他应用程序就不能打开或使用它。
2.3 以太网通信控件在编写下位PC机与系统控制中心通信的程序时采用了Windows底层的Winsock网络通信组件[5-6]。
Winsock是一个非常灵活的网络通信组件。
Winsock的主要属性和事件方法如下：1) protocol: 选择通信协议，TCP/IP 或UDP，在此采用TCP/IP。
2) Remotehost: 指明服务器的IP 地址或计算机名称。
3) Remoteport: 指明服务器的聆听通道。
4) Connect: 通过此方法，与服务器建立相应连接。
5) GetData: 通过此方法，接收服务器的数据。
6) Close: 此事件在Winsock 关闭或断开时触发。
7) SendData: 通过此方法，向相应服务器发送数据。
Winsock通信组件的工作模型如图3所示。
图2 软件框架图263结 论本系统已投入实际运行，稳定可靠、实时性强且充分利用现有网络，不必重新布线，利用传统的基于RS232通信接口的门禁系统快速改造为大范围分布式远程控制门禁系统。
该门禁系统的软件设计与开发使得数据采集、处理,数据维护,手动更改数据，对数据库中的数据进行统计查询，自动生成各种报表等管理工作变得方便迅捷，对智能门禁系统的推广有重要意义。
系统设计开发过程中充分运用了软硬件协同设计的思想，各部分尽量采用模块化设计，可以稍加裁剪改造为适于智能小区、多校区图书馆等多种不同场合的分布式远程控制智能门禁系统。
参考文献：[1]胡伟,杜谦.基于IC卡技术的高安全性门禁系统[J].计算机与现代化, 2007, (3):118-120. [2]Narn-Yih Lee. Intergrating Access Control with UserAuthentication Using Smart Cards[J]. Applied English Department, Southern Taiwan University of Technology, IEEE Transactions on Consumcr Electronics, V ol. 46, No. 4, NOVEMBER 2000:943-947.[3]Sanjay E.Sarma, et al. RFID Systems and Security andPrivacy Implications[J], CHES 2002, Lecture Notes in Computer Science 2523, 2002: 454–469.[4]来国军,徐平.基于以太网技术的门禁控制系统[J].装备指挥技术学院学报, 2003,14(5):81-84.[5]李智芳.非接触式IC卡门禁考勤系统设计[J].计算机工程与设计, 2000,21(6):32-34.[6]陈思功.基于UML的软硬件协同设计的模型分析方法[J]. 软件学报,2003,14(1):103-109.(责任编校：刘志壮)Access Control System Based on MF RC500PAN Hai-jun(Hunan University of Science and Engineering Yongzhou 425006)Abstract: A design of access control system is been presented, which is based on MCU AT89C52 and RF Card Reader Module MF RC500. In this paper, we show the component and each part of the system in detailedly, as well as the implementation of some parts of the system, including the MF RC500 reader procedure, serial communication control and Ethernet communication control.Key words: AT89C52; MF RC500; Serial Communication27。