125K非接触ID卡读卡器设计完整版
北京圆志科信电子科技有限公司 125K ID 卡读卡芯片 应用手册说明书
M6100.1声明本说明书是为了让用户更好的选择北京圆志科信电子科技有限公司的产品而提供的开发资料，不转让属于北京圆志科信电子科技有限公司或者第三者所有的知识产权，用户在确定使用本产品前，请根据自己实际需求对产品性能及其使用安全性等方面进行相应评估，北京圆志科信电子科技有限公司不承担因评估不当而造成的直接或间接损失，也不承担因此而带来的任何法律或经济责任。
北京圆志科信电子科技有限公司致力于为用户提供不断完善的服务与产品，保有对产品及其相应说明书更新的权利，如有变动，恕不另行通知，在确定购买此产品时，请预先联系北京圆志科信电子科技有限公司以确认是否为最新版本。
本说明书所有权归北京圆志科信电子科技有限公司所有，未经许可，不得翻印或复制全部或部分本资料内容。
0.2更改历史记录版本描述日期V1.0 第一版发布2020.10.12目录0.1声明 (2)0.2更改历史记录 (3)1概述 (5)1.1M610系列125K ID卡读卡芯片 (5)1.2产品型号及之间的区别 (5)1.3功能特点 (5)2硬件描述 (6)2.1 管脚说明 (6)2.2 电气特性 (8)2.3 结构尺寸 (8)3数据通讯协议 (9)3.1 UART协议 (9)3.2 主机通过ASC码发送接收数据 (9)3.3 主机通过HEX 16进制发送接收数据 (10)附录1 M610应用原理图参考 (12)1概述1.1M610系列125K ID卡读卡芯片M610系列125K ID卡10路驱动读卡芯片采用高性能ASIC处理器，用户不必关心内部复杂控制方法，只需通过简单的选定UART接口发送命令就可以实现对125K ID卡片的读取操作。
该系列读卡芯片可同时支持10路天线同时读取操作。
该读卡芯片完全支持EM、TK及其兼容卡片的操作，非常适合于门禁、考勤等系统的开发。
1.2产品型号及之间的区别型号接口主要区别M610 UART 可同时驱动10路天线1.3功能特点●简单的命令可完成对125K ID卡片的读取●可同时驱动10路天线，实现10路卡片同时读取●支持125K ID卡：EM4001/TK4001/EM4100/TK4100及其兼容卡片●宽电压工作范围DC3.0-5.5V，建议供电DC3.3V●外围电路简单●高抗干扰性●通用协议：UART适用于PC机或UART的单片机，默认波特率38400BPS可定制IIC/SPI/韦根等功能接口，以及主被动输出功能●可以外挂4M工业级晶振，使读卡距离稳定性更好，对于常温下工作的用户，对读卡距离要求不是特别高时，无需接外部晶振,可减少外部器件数量●自带看门狗●读卡距离远，最远可读取15厘米●基于模块的扩展功能很强可根据用户要求修改软件定制个性化功能●标准封装：TSSOP28●配以专用的IC-M610评估板，可实现用户应用快速开发，以达到短时间进入市场的目的图1：M606a管脚示意图描述第9路125K频率输出或接上拉几路失效，剩余路读卡速度加快电源3.0-5.5V，建议DC3.3V第10路125K频率输出或接上拉面几路失效，剩余路读卡速度加快第7路有卡指示灯，低电平有效外接4M晶体振荡器引脚1或在无外接晶振时该引脚为有卡指示引脚，低电平表示有7 TXD/LED10 用10K电阻下拉到地后，此时该引脚指示第十路有无卡的状态指示，否则该引脚为第十路有卡状态指示和数据输出的复合引脚8 CLKO7 第7路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快9 CLKO1 第1路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快10 CLKO2 第2路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快11 LED2 第2路有卡指示灯，低电平有效12 CLKO6 第6路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快13 LED3 第3路有卡指示灯，低电平有效14 CLKO3 第3路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快15 CLKO5 第5路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快16 LED5 第5路有卡指示灯，低电平有效17 RXD/TXD 若7引脚（TXD）未接10K下拉电阻，则此引脚为TTL 串口接收端若7引脚（TXD）接10K下拉电阻则此引脚为数据主动输出端18 LED6 第6路有卡指示灯，低电平有效19 LED1 第1路有卡指示灯，低电平有效20 CLKO4 第4路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快21 RIO 内部基准电路输入，需外接10K电阻到地，同时连接5.1M 到RCO引脚22 LED4 第4路有卡指示灯，低电平有效23 RCI 125K检频后数据输入24 RCO 内部基准电路输出，需外接1uF电容到地，同时连接5.1M 到RIO引脚25 LED8 第8路有卡指示灯，低电平有效26 CLKO8 第8路125K频率输出或接上拉2.7K电阻使本路及其后面几路失效，剩余路读卡速度加快27 VSS 电源地图2：结构尺寸图3数据通讯协议3.1 UART协议UART帧格式：一个起始位，8个数据位，一个停止位，无奇偶校验位。
125kHzRFID读写器的硬件设计_
中国高新技术企业
１２５ｋＨｚ ＲＦＩＤ 读ห้องสมุดไป่ตู้器的硬件设计
文 ／ 王萍 曾宝国
【摘 要 】 射 频 识 别 （Ｒ ＦＩＤ ） 是 利 用 无 线 方 式 对 电 子 数 据 载 体 （ 电 子 标 签 ） 进 行 识 别 的 一 种 新 兴 技 术 。本 文 针 对 工 作 频 率 为 １２５ｋＨｚ 的 电 子 标 签 ＡＴ８８ＦＲ ２５６－ １２ ， 介 绍 了 其 识 读 系 统 的 组 成 及 读 写 终 端 的 硬 件 设 计 。 【关 键 词 】 Ｒ ＦＩＤ 读 写 器 硬 件 设 计
４ 结束语 以上是本人在计算机机房工作多年中， 所总结的计算机故障及 维护的一些处理方法。前面我们已提到过计算机是高精密设备， 它 的 维 护 与 保 养 是 繁 重 的 、复 杂 的 ， 希 望 这 些 方 法 能 给 每 位 计 算 机 用 户提供方便， 减少不必要的经济损失。
（作者单位系陕西理工学院计算机科学与技术系）
射 频 识 别 技 术 （ＲＦＩＤ）是 近 年 迅 速 发 展 起 来 的 一 项 新 技 术 ， 它 利 用 射 频 信 号 通 过 空 间 耦 合 （交 变 磁 场 或 电 磁 场 ）实 现 非 接 触 式 信 息 传 递 ， 达 到 自 动 识 别 目 的 。 与 接 触 式 ＩＣ 卡 和 条 形 码 识 别 技 术 相 比 ， 射 频 识 别 技 术 最 大 的 优 势 在 于 特 别 适 合 对 数 量 大 、分 布 区 域 广 的 信 息 进 行 智 能 化 管 理 和 高 效 快 捷 地 运 作 ， 因 此 在 物 流 、交 通 航 运 、自 动 收 费、服务领域等方面有着广泛的应用前景。 针对工作频率为 １２５ｋＨｚ 的 电 子 标 签 ＡＴ８８ＦＲ２５６ － １２ ， 本 文 介 绍 了 其 识 读 系 统 的 组 成 及读写终端的硬件设计。
125K RFID Manual
RFID-125K 读卡模块KM-RFID-125K+0.8～5V宽电压输入小体积、超低功耗UART或IIC接口自带看门口功能RS485方向控制带各种状态指示灯（可连接蜂鸣器）可根据客户要求定制传输协议目录一、产品特点 (3)二、硬件介绍 (3)1、接口说明 (3)2、物理尺寸 (4)三、通讯协议 (5)1、通讯接口选择 (5)2、串口传输协议I2C协议 (5)3、I2C通讯协议 (5)一、产品特点KM-RFID-125K是一种非接触式的射频读卡模块，它具有体积小，功耗低、灵敏度高等特点，非常适合产品巡查、门禁、考勤、物联网等领域。
用户可以将该模块插/焊接在板卡上，减少开发周期、降低产品成本。
电压输入范围：+0.8～5V电压输入；读卡电流：5V/30mA产品尺寸： 33×17.5mm；数据接口：UART或IIC接口（自动选择）；带RS485方向控制PIN脚；支持EM、TK及其兼容卡片；工作温度：-20～70摄氏度工作原理：（见右图）二、硬件介绍1、接口说明I2C与串口选择，由“寻卡指令”来决定，当某个接口收到“寻卡指令时”RFID模块便从该接口输出。
PIN脚名称含义电源输入接口正极1 V_IN电源地2 GNDI2C时钟（电路中建议用4.7K上拉）3 I2C_SCLI2C数据（电路中建议用4.7K上拉）4 I2C_SDA串口的数据接收5 RXD6 TXD串口的数据发送RS485方向控制7 DIR天线1（连345uH读卡线圈）8 An19 An2天线2（连345uH读卡线圈）卡号发送指示（发送卡号时为低电平，灯亮）10 Answer有卡指示（ID卡在识别范围内低电平，灯亮）11 Card12 Search寻卡指示（收到寻卡指令时为低电平，灯亮）MCU复位信号，建议不连接。
13 RST2、物理尺寸图三、通讯协议1、通讯接口选择该模块有串口和I2C 接口，在实际使用时，通电后，上位机通过其中一个接口通讯时，模块自动选择该接口。
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。
一种简易的125khz读卡器设计原理
一种简易的EM 125khz读卡器设计原理2008年12月04日星期四 22:52等时间间隔指令分组并行处理的只读型射频卡读卡器的设计徐寅林，倪维柱，朱松盛南京师范大学物理科学与技术学院，江苏南京2100972008-07-17摘要：传统只读射频卡读卡器的设计一般采用U2270B或P4095读写基站芯片加MCU模式，其成本高、功耗大。
本文介绍一种仅采用一片89C2051加少量普通元件构成的读卡器电路以及独特的等时间间隔指令分组并行处理的程序设计方案，电路简单、功耗小、成本低。
关键词：射频卡读卡器等时间间隔指令分组并行处理非接触式只读型IC卡又称只读射频卡(RFID)，经过多年的发展和推广，已经广泛应用于身份识别和寻址控制，如门禁、保安、考勤、食堂等领域。
目前已逐步扩展应用到展览会、公园、旅店、餐厅等公共场所的门票、优惠卡以及生产过程、邮政包裹、航空铁路运输、产品包装、交通等部门的物流、电子标签、防伪标志、一次性票证等众多领域。
率为125kHz ，高频卡的工作频率为13.56MHz 。
其中瑞士EM 微电子公司的EM4100低频卡及兼容系列由于价格低、读卡距离远、读卡器简单而应用最为广泛。
传统的低频射频卡读卡器的设计一般采用U2270B 或P4095读写基站芯片+MCU 模式，电路相对复杂，成本较高。
本文介绍一种新颖的射频卡读卡器，该读卡器采用独特的等时间间隔指令分组并行处理的程序设计方案，充分利用89C2051的潜在功能，舍去了读写基站芯片，因而硬件电路大大简化。
该类型的读卡器读卡距离与采用读写基站芯片的读卡器相当，但电路功耗低、硬件成本仅为传统读卡器的一半左右，因此多年来已生产大量产品，运行使用情况良好。
1 EM4100射频卡简介EM4100是一种广为使用的只读射频感应卡，其内部ROM 保存着10位十进制卡号数据。
当它被放在一个频率125kHz 交变电磁场时感应获得能量驱动，射频卡内置天线环路等效负载的改变，势必造成射频卡对交变电磁场能量吸收数量的改变。
125kHzRFID读卡器研究报告
海南师范大学第六届“挑战杯”作品编号：大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品作品题目：125kHz频段下RFID读卡器设计二〇一三年三月二十日目录摘要-------------------------------------------------31.引言-----------------------------------------------42.系统电路设计---------------------------------------52.1 125kHz方波发生电路设计------------------------52.2 功率放大与检波电路-----------------------------62.3 滤波放大电路-----------------------------------72.4 系统供电电源设计-------------------------------72.5 控制电路设计-----------------------------------83.系统软件设计----------------------------------------93.1 EM4100s数据存储格-----------------------------93.2 Manchester码编码方式-------------------------103.3 Manchester码解码算法-------------------------114.系统测试-------------------------------------------124.1 波形测试-------------------------------------124.2 卡片识别测试---------------------------------145.总结-----------------------------------------------16 附录1：参考文献--------------------------------------17附录2：元件清单--------------------------------------18附录3：系统PCB截图----------------------------------19附录4：系统代码--------------------------------------21摘要本系统使用Freescale半导体公司微控制芯片MC9S12XS128作为Manchester码解码和控制芯片。
125kHz低频RFID读写器设计
125kHz低频RFID读写器设计作者：张建文王怀平来源：《软件工程师》2014年第04期摘要：本文介绍一种基于基站芯片EM4095和AT89S52单片机的低频RFID读写器设计方案。
论文首先对读写器硬件功能框图进行说明，并给出了读写器硬件接口电路。
在分析了EM4095解调、输出的曼彻斯特编码数据波形后，根据该曼彻斯特码编码特点，提出了利用计算曼彻斯特码的下降沿间隔的载波数的方法进行解码的思路，并给出了软件流程图，此解码方法提高了解码的速度和准确性，实验证明，读写器读卡稳定可靠，效果好。
关键词：射频识别；EM4095；曼彻斯特码；读写器中图分类号：TP334 文献标识码：A1 引言（Introduction）射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）属无线电通信范畴，基本物理原理就是电磁场感应。
射频识别系统由两部分组成：一部分是识别对象（标签）；另一部分是识别器（读写器）[1]。
读写器模块是由微控制器、射频基站芯片、线圈和一些外围阻容器件组成。
本文所设计的125kHz低频RFID读写器能够准确可靠的读取标签的内存信息，并送入计算机终端进行管理，实现非接触式门禁考勤、动物识别等系统的核心管理功能。
2 硬件电路设计（The hardware circuit design）125kHz读写器主要是由射频模块、控制模块，通信模块和电源模块等部分电路组成的，其硬件功能框图如图1所示。
我们选用的EM4095是EM公司设计生产的低频RFID读写器专用芯片，它集成的PLL系统能达到载波频率自适应天线的共振频率，而不需外接晶振，工作频率100kHz—150kHz。
EM4095与微控制器接口简单，由EM4095构成的读写器电路图如图2所示，芯片供电后，SHD应先为高电平，对芯片进行初始化，然后再接低电平，芯片即发射射频信号，解调模块将天线上AM信号中携带的数字信号取出，并由DEMOD_OUT端输出。
125KHz RFID读写器的FSK解调器设计
摘要：本文给出用于125KHz非接触式RFID读写器的FSK解调器电路，可将FSK信号解调为NRZ码，该电路简便实用，可用于RFID芯片中设置的各种FSK调制模式的解调。引言很多工作在125KHz载波频率的RFID芯片，如Microchip公司的MCRF200、MCRF250以及Atmel公司的e5551、T5557等都可以将其调制方式设置为FSK方式。若芯片设置为FSK调制方式，那么读写器(PCD)必须具有FSK解调电路。FSK解调电路将FSK调制信号解调为NRZ码。本文给出一种FSK解调电路，该电路的特点是电路简单可靠，很适宜PCD中应用。FSK调制工作在125KHz的RFID的FSK调制方式都很相似，图1给出了一种FSK调制方式的波形图。从图中可见，此时数据速率为：载波频率fc/40=125K/40=3125bps，在进行FSK调制后，数据0是频率为fc/8的方波，即f0= fc/8；而数据1是频率为fc/5的方波，即f1= fc/5。经FSK调制后的传送数据，通过负载调制方式传送到PCD，图1中也给出了射频波形，载波的调制是采用调幅。FSK解调PCD经载波解调(通常采用包络检波)、放大滤波和脉冲成形电路后，得到FSK调制信号。FSK解调电路完成将FSK调制信号恢复为NRZ码。FSK解调实现方法较多，本文介绍的一种FSK解调电路示于图2，该电路简单方便，可以很好地完成FSK解调。图2所示电路工作原理如下：触发器D1将输入FSK信号变成窄脉冲，即Q为高时，FSK上跳沿将Q端置高，但由于此时Q为低，故CL端为低，又使Q端回到低电平。Q端的该脉冲使十进计数器4017复零并重新计数。4017计数器对125KHz时钟计数,由于数据宽为40/fc=40Tc(Tc为载波周期)，若为数据0，FSK方波周期T0=8Tc。当计至第7个时钟数时，Q7输出为高，使CLKen(CLK使能端)为高，计数器不再计第8个时钟，此时Q7为高，当触发器D1的Q输出端在下一个FSK波形上跳时，触发器D2的Q端输出为低。FSK波形上跳同时也将计数器复零并重新计数。因此，在数据为0的对应FSK波形频率下，触发器D2的Q输出端为低，即为数据0的NRZ码电平。图2 FSK解调电路图3数位0(后跟位1)的解调波形图例在数据1时，由于FSK波形周期T1=5Tc，故计数器4017的Q7引脚始终为低，在这期间触发器D2的Q输出端保持为高，即为数据1的NRZ电平。数据0的解调波形图示于图3。从图中可见，若0的紧跟位为0，则其位宽为40Tc，若紧跟位为1，其位宽为37Tc，短了三个时钟周期。位1的紧跟位为1，其位宽保持为40Tc,若其紧跟位为0，则其位宽为43Tc。因此，位值0和1的交错，不会造成位宽误差的传播，而是进行了补偿。3个时钟误差，不会影响MCU对位判的正确性。单稳电路产生的上跳变化为触发器D2提供了正常工作的CL端电平，同时也通知MCU此后触发器D2的输出数据有效。单稳电路可采用74HC123，它为可重复触发单稳电路，可以自动启动和关闭该解调器。RFID芯片中FSK通常有多种模式，如e5551中有四种模式(表1)，该电路上面的分析描述对应的是FSK1a，但对于FSK1，只需将输出端改为触发器D2的Q端即可。若用FSK2，则计数器的输出端改用Q9即可。对于不同的数据速率，只是位宽不同，不影响解调的结果。结语该电路简单可靠，已用于水表读头中。
基于AVR单片机的125kHz简易RFID阅读器设计
基于A VR单片机的125kHz简易RFID阅读器设计无线识别(Radio Frequency Identification，)是利用感应、电磁场或电磁波为传输手段，完成非接触式双向通信、猎取相关数据的一种自动识别技术。
该技术完成识别工作时无须人工干预，易于实现且不易损坏，可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡，操作快捷便利，已经得到了广泛的应用。
目前存在的一些读卡器，都需要读卡芯片作为基站，成本较高。
本文介绍了一种采纳分立元件构成的125 kHz RFID阅读器，结构容易，成本极低，用于读取EM4100型ID卡。
1 RFID系统的分类RFID系统的分类办法有无数，在通常应用中都是按照频率来分，按照不同的工作频率，可将其分为以下四种：(1)低频(120～135 kHz)。
该频段具有很强的场穿透性，用法不受限制，性能不受环境影响，价格低廉，最大识别距离普通小于60 cm，主要应用于门禁、“一卡通”消费管理、车辆管理等系统；(2)高频(10～15 MHz)。
该频段与低频相比，具有防冲撞、能同时识别多个标签的优点，但其性能受环境影响，识别距离普通小于100 cm，主要应用于图书管理、物流等系统；(3)超高频(850～960 MHz)。
该频段较高频相比，具有可实现长距离识别的的优点，最大识别距离可达10 m，但其性能受环境影响较大，价格也较贵，主要应用于铁路车辆识别、集装箱识别等系统；(4)微波(2．45～5．8 GHz)。
该频段可实现远距离识别，识别距离可达100 m，但其价格也最贵，主要应用于智能交通系统中。
2 RFID系统的组成射频识别系统普通由阅读器、标签、天线三部分组成。
(1)阅读器：读取或读／写电子标签信息的设备，主要任务是控制射频模块向标签放射读取信号，并接收标签的应答，对标签的标识信息举行解码，将标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以供处理。
第1页共6页。
125K非接触ID卡读卡器设计完整版
125K非接触IC卡读卡头125K读卡头的工作电压为12V/5v，电流为30——40MA 读卡距离最远15CM 。
如要低功耗最有效是读卡头工作时供电，不工作时断电。
读卡距离与卡和天线有关，可以读各种125K曼彻斯特编码的只读ID卡(4001,EM4100等等)和含E2PROM的RF卡。
如E5550。
读卡头(OUT)输出信号为原卡的曼彻斯特码，（用示波器接读卡头输出可以观测ID卡的输出波形）它和其它公司的125K读卡头（输出信号为原卡的曼彻斯特码）是兼容的，可以相互替换，不用修改程序。
读卡头也可以读可擦写的125k非接触IC卡，如当读E5550时，卡的用来控制是否启动AOR位应置0，（当置1时IC卡不主动发射数据，需读卡头先发送口令。
我的读卡头是只读，不能发数据，当AOR位置1时不能读IC卡的数据）。
天线的设计：天线电感值=345Uh线径φ0.29mm圆形(内径)：直径6CM 58圈直径8CM 40圈直径3CM 83圈直径2CM 115圈长方形：9.5*7 CM 38圈4.7*6.3 CM 50圈非接触式IC卡简介:非接触式智能卡以其高度安全保密性，通信高速性，使用方便性，成本日渐低廉等而受到广泛使用，给我们的生活质量带来了很大的提高。
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。
主要用于智能门禁控制器，智能门锁，考勤机, 自动收费系统等.射频卡与接触式IC卡,TM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；只读ID卡的资料非接触ID卡主要有台湾4001卡和瑞士H4001卡,EM4100。
125k_RFID技术
e5551芯片写模式与EEPROM块0的PWD， AOR，STOP位的关系如下表所示：
PWD AOR 1 1 STOP 在Rest/POR后e5551芯片的工作 模式 0 防碰撞模式
1
0 0
0
1 0
0
0 0
口令模式
AOR模式 标准写和直接访问模式
4、e5551芯片的防碰撞技术
STOP命令 用于停止芯 片的调制， 使其进入休 眠状态，不 再向外发送 数据，直至 POR出现。
000 RF/8 001 RF/16 010 直接 RF/32 000 011 PSK1 RF/40 001 100 PSK2 RF/50 010 00 011 直接 101 RF/64 PSK3 RF/100 01 110 曼彻斯特 100 FSK1 111 RF/128 10 101 Biphase FSK2 FSK1a 11 110 保留 111 RF/2 FSK2a 00 01 RF/4 10 RF/8 11 保留
125KHz RFID技术
125KHz RFID系统采用 电感耦合 方式工 作，由于应答器成本低、非金属材料和水 对该频率的射频具有较低的吸收率，所以 125KHz RFID系统在动物识别、工业和民用 水表等领域获得广泛应用。
一、e5551应答器芯片
1、e5551芯片的性能和电路组成 （1）主要技术性能 e5551芯片是Atmel公司生产的非接触 式、无源、可读写、具有防碰撞能力的 RFID器件，中心工作频率为 125K 。具有 以下主要特性：
命令的构成
命令 命令码 后续位构成
标准写
口令模式
10
10
AOR唤醒模式 10 直接访问 停止STOP 10 11
锁存位L+32位数据位+3 位块地址号 32位口令+锁存位L+32位 数据位+ 3位块地址号 32位口令
任务2 阅读器硬件设计与制作
图3.14 125kHz标签阅读器的组成框图
RFID技术及应用
项目三 125kHz 低频RFID阅读系统设计与实现
2.阅读器外壳的选择
图3.15 通用阅读器外壳
RFID技术及应用
项目三 125kHz 低频RFID阅读系统设计与实现 > 硬件电路原理图设计
U1_P04
2.2.2 硬件设计与制作
1. STC89C52单片机
U2_OUT
R4 100 Q2 855 0 R6 10
RF_IN
图3.18 推挽式功率放大电路原理图
RFID技术及应用
项目三 125kHz 低频RFID阅读系统设计与实现
4. 检波电路设计
MID_IN
C9 103
D1 1N414 8
R7 100
RF_IN
C10 102
R9
D3
D2
470 K 1N414 8 1N414 8
U2_RST
R2 1M R3 330
X2 4M U2_OUT C5 22p R4 100
Q1 8050 R5 10 1 2 ANT_ID
P0. 3 P0. 2 P0. 1 P0. 0 VCC P4. 2 P1. 0 P1. 1 P1. 2 P1. 3 P1. 4
74HC4060 R15
Q2 8550
VID5 0V
U1_P27
VID5 0V
33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23
P0. 4 P0. 5 P0. 6 P0. 7 P4. 0 P4. 1
ALE P4. 4 P2. 7 P2. 6 P2. 5
最小系统电路设计 单片机
时钟电路 复位电路
125kHz射频识别芯片调制电路的设计
1.2 射频识别读写系统介绍
RFID 系统至少包含电子标签和阅读器两部分。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，实现能量的传递和数据的交换。 射频识别系统的基本模型如图 1-1 所示：
1
(6) 数据的记忆容量大 一维条形码的容量是 50 Bytes，二维条形码的容量是可存储 2 至 3000 字符，RFID 的容量最大可以达到 Mbytes。 (7) 安全性 由于 RFID 承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不容易 被改造和伪造。 (8) 与条形码相比，电子标签还有一个重要的不同 条形码是按照品类编码即同一个品类为同一个编码，而电子标签是按照单个商品 实施编码，此特性决定了在物流上可以有广泛的应用。 另外，RFID 技术是一门融合了多学科的综合技术，不仅涉及到射频技术和信息 传输理论，也包括了密码学知识与半导体技术等学科。随着 21 世纪信息化时代的到 来，结合信息化网络管理和移动商务的要求，RFID 将会发挥巨大的作用，RFID 技术 正成为一个新的经济增长点，在全球范围蔓延开来。
实验 02----RFID实验系统 ----125kHz
一、标签（EM4100)
1.主要特性：
芯片尺寸非常小、方便移植应用；
卡芯片一般采用普通的CMOS工艺，具有省电、廉价的特点；
工作频率00-150Khz，典型值为125Khz；
工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、木 材等；非常 适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的应用。
2.片上芯片
封套（常规封装） 容量：64bits 异型封装
只读
L:
Typical 21.9mH for fo=125kHz
COIL1 ：Coil terminal/clock input，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，并经由线圈终端COIL1从该磁场得到它的适中频率。 COIL2：Coil terminal，由芯片内部调制器的驱动，输出卡内信息。
滤波放大整形：滤波放大电路采用集成运放LM358 对检波后的信号进行滤波整形放大，放大后的信号 送入单片机，由单片机对接收到的信号进行解码， 从而得到ID卡的卡号。
滤波放大整形 检波
载波产生 及 功率放大电路
2.TTL Interface RS232 Data output format
1)9600bps,N,8,1 2)CHECKSUM: card 10byte DATA entire do XOR operation
02
10ASCII Data Characters
Checksum
03
1.Pin definition （TTL interface P1： PIN1 TX PIN2 RX PIN3 PIN4 GND PIN5 +5V( P2: PIN1 ANT1 PIN2 ANT2 P3: PIN1 LED PIN2 +5V(D PIN3 GND
RF01D125KHz感应读卡机模块规格说明书
-2-
达华电子
流电源，以供整个非接触式卡片电路用电。 ＣＰＵ 单晶片微控制器依据 Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ ｃｏｄｅ（曼彻斯特码）的规则将这些 ｐｕｌｓｅｓ（脉冲信号）转成 ｈｅｘｃｏｄｅ（十六 进制的数字编码），最后由 ＤａｔａＯ ｕｔｐｕｔ 端子输出控制数据。
1．3
读卡机模块电器特性（Operating Char acter istics）:
达华电子
-1-
感应式读卡机系统电为 DC 5V 电源，如使用 AC110V 或 AC220V 交流电源则 需使用 AC/DC 电源转换器。
感应线圈（Antenna）为系统必须，感应线圈可以与系统分开放置，亦可设 计于系统中，为防止感应电磁场干扰，请勿以金属板置于线圈感应面。
1．2 硬体/软体规则:
达华电子
-3-
二、 单晶片（single chip ）控制流程： 控制信号图形
由 SW2— SW3 的输入决定输出格式：
SW2
SW3
( open =1 ,
shor t GND =0 )
0 1
1 0
RS232 WIEGAND 26
（一） WIEGEND 26 输出数据格式：
TA
HOLD
TCS
SS SS
感应式读卡机模块硬体架构如下图:
5Vdc ANT
RF 变换 处理
存 储 器
Data output
CPUANTR源自 分频放大振荡器Gnd
ＲＦ 变换处理电路为 １２５ＫＨｚ
解码电路， 即用来解码的比较器电路。 Ｒ
当由 Ｈ４００１ 系列芯片制作的非接触式卡片进入天线（感应线圈）电磁场 范工作围内， 引起电场振幅变化 （ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）时， Ｆ 变换处理电路 将这种振幅变化处理成脉冲波型变化，并送至存储器等候 ＣＰＵ 单晶片微控制器 的调用。 由 ４．０００ＭＨｚ 晶体振荡器产生的基频信号，经 ３２ 分频、放大后，送至天 线（感应线圈），用以产生具有一定功率的、频率稳定的 １２５ＫＨｚ 射频信号，处 在该射频信号的场强范围内的非接触式卡片，便可以在该场强中获得能量，再 利用非接触式卡片内 ＩＣ 电路自带的电源转换处理模块，将电磁场能量转换为直
125kHz射频识别阅读器模块的设计与实现
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种利用电磁波散射或者负载调制原理实现双向数据传输的方法。
射频识别技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触、阅读速度快、无磨损等优点,还具有同时识别多张卡片的防冲突功能[1]。
RF ID 系统按其工作频率可分为低频125kHz、高频13.56MHz、超高频915MHz以及微波频段2.45GH z等多种制式协议。
每一种系统在工作方式以及应用场合上存在较大的差异,但是所有阅读器工作原理与模块组成上都很类似,都可分解为高频接口和控制单元两个基本模块。
高频接口包含发送器和接收器,完成产生高频发射功率,对发射信号进行调制以及对接收信号解调和基带信号再生。
本文针对低频的125kHz阅读器模块进行设计。
自20世纪90年代以来,射频识别技术在全世界范围内得到了很快的发展。
随着射频识别技术的不断成熟,射频技术在各个行业,尤其是在电子信息行业得到了广泛的应用。
未来,射频识别系统所应用的领域不断地拓展,系统架构的复杂程度也在不断增加,而模块化的设计思想是设计复杂系统的基本方法。
1 射频识别阅读器模块工作原理1.1功能框图射频识别模块的组成部分包括:供电模块,发射与接收模块,微控制器,天线,接口模块。
天线的作用是在空间中建立与载波信号大小成正比的磁场,以及将空间中的变化的磁场转化成感应电动势,关于天线的设计可参考文献[2]。
发射与接收模块主要完成125kHz载波信号的生成与放大,信号的调制与解调,基带信号的放大与整形功能。
射频识别模块中选择Atmel公司的读写基站芯片U2270B 来完成发射与接收模块的所有功能。
该芯片可调工作频率范围为100kHz～150kHz,最大传输速率为5K波特率,支持曼切斯特以及二相调制和自动调谐功能[3]。
微处理芯片可以根据外部命令控制载波信号的使能和完成基带信号的解码。
在该模块中我们选择C5051F020微控制器,其丰富的接口功能以及外设资源保证了模块的扩展功能。
最新-非接触卡MCRF200及PSK读写器电路设计 精品
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卡芯片200的特点和工作原理，并对其在工作模式下的读写器电路设计作了较详细的论述。
该解调方法亦可用于设计型卡读写器的解调电路。
方式的优点是读出速度快捷。
关键词非接触卡；200；读写器；；负载调制１ＭＣＲＦ２００简介ＭＣＲＦ２００是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司生产的非接触式可编程无源Ｒ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ＰＳＫ２ＰＳＫ１、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。
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3ＭＣＲＦ２００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。
其中，射频前端电路用于完成芯片所有的模拟信号处理和变换功能，包括电源、时钟、载波中断检测、上电复位、负载调制等电路。
此外，它还用来实现编码、调制方式的逻辑控制；而配置寄存器电路则用于确定芯片的工作参数。
该配置寄存器不能被非接触方式编程，因为它在非接触方式下已经被Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司在生产时进行过编程。
配置寄存器各位的控制功能如下●ＣＢ１用于设置存贮器阵列的大小。
当ＣＢ１为１时，用户阵列为１２８位；为０时，其用户阵列为９６位。
●ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４位该三位编码可用于设置波特率，其编码表列于表１。
●ＣＢ５用来设置同步字。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
125K非接触IC卡读卡头125K读卡头的工作电压为12V/5v，电流为30——40MA 读卡距离最远15CM 。
如要低功耗最有效是读卡头工作时供电，不工作时断电。
读卡距离与卡和天线有关，可以读各种125K曼彻斯特编码的只读ID卡(4001,EM4100等等)和含E2PROM的RF卡。
如E5550。
读卡头(OUT)输出信号为原卡的曼彻斯特码，（用示波器接读卡头输出可以观测ID卡的输出波形）它和其它公司的125K读卡头（输出信号为原卡的曼彻斯特码）是兼容的，可以相互替换，不用修改程序。
读卡头也可以读可擦写的125k非接触IC卡，如当读E5550时，卡的用来控制是否启动AOR位应置0，（当置1时IC卡不主动发射数据，需读卡头先发送口令。
我的读卡头是只读，不能发数据，当AOR位置1时不能读IC卡的数据）。
天线的设计：天线电感值=345Uh线径φ0.29mm圆形(内径)：直径6CM 58圈直径8CM 40圈直径3CM 83圈直径2CM 115圈长方形：9.5*7 CM 38圈4.7*6.3 CM 50圈非接触式IC卡简介:非接触式智能卡以其高度安全保密性，通信高速性，使用方便性，成本日渐低廉等而受到广泛使用，给我们的生活质量带来了很大的提高。
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。
主要用于智能门禁控制器，智能门锁，考勤机, 自动收费系统等.射频卡与接触式IC卡,TM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；只读ID卡的资料非接触ID卡主要有台湾4001卡和瑞士H4001卡,EM4100。
它们都采用125kHz的典型工作频率，有64位激光可编程ROM，调制方式为曼彻斯特码（Manchester）调制，位数据传送周期为512μs，其64位数据结构如图1所示。
连续9位“1”作为头数据，是读取数据时的同步标识；D00～D93位是用户定义数据位；P0～P9是行奇校验位，PC0～PC3是列奇校验位，最后位“0”是结束标志。
非接触ID卡的这种数据结构非常有利于判断读出数据的正确性。
根据曼彻斯特码的编码原则非接触ID卡采用上升沿对应着位数据“0”，下降沿对应着位数据“1”，微控制器通过检测125k非接触IC卡读卡器输出数据位的跳变来实现对曼彻斯特码的译码。
数据读以后，根据前面所提到的非接触ID卡的数据结构，通过比较奇校验算法与读出数据中的奇校验位来验证出数据的正确性。
在工作状态下，只要125K读卡头电路不断电，非接触ID 卡在读卡区内，非接触ID卡将循环发送64位数据,而125K读卡头的OUT脚也循环发送64位数据。
曼码调制的数据表达方式由图可知，位数据的传送周期（1P）规定了每传送1位数据的时间是固定的，E5550系列它由RF/n决定其物理实质是微控制器通过基站与应答器中的存储器（EEPROM）进行数据的读写操作。
而ID4001载波频率fOSC＝125kHz，位数据传送率RF/64是固定的，则每传送一位的时间（周期）为振荡周期的64分频，故位传送周期为：1P=1/(125kHz×64)=512μs根据我们得到的器件，采用曼码调制的数据，位数据"1"对应着电平下跳，位数据"0"对应着电平上跳在一串传送的数据序列中，两个相邻的位数据传送跳变时间间隔应为1P。
若相邻的位数据极性相同，则在该两次位数据传送的电平跳变之间，有一次非数据传送的、预备性的（电平）"空跳"。
电平上跳、电平下跳和两个相邻的同极性位数据之间的预备性空跳是确定位数据传送特征的判据。
0 引言无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是利用感应、电磁场或电磁波为传输手段，完成非接触式双向通信、获取相关数据的一种自动识别技术。
该技术完成识别工作时无须人工干预，易于实现自动化且不易损坏，可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡，操作快捷方便，已经得到了广泛的应用。
目前存在的一些读卡器，都需要读卡芯片作为基站，成本较高。
本文介绍了一种采用分立元件构成的125 kHz RFID阅读器，电路结构简单，成本极低，用于读取EM4100型ID卡。
1 RFID系统的分类RFID系统的分类方法有很多，在通常应用中都是根据频率来分，根据不同的工作频率，可将其分为以下四种：(1)低频(120～135 kHz)。
该频段具有很强的场穿透性，使用不受限制，性能不受环境影响，价格低廉，最大识别距离一般小于60 cm，主要应用于门禁、“一卡通”消费管理、车辆管理等系统；(2)高频(10～15 MHz)。
该频段与低频相比，具有防冲撞、能同时识别多个标签的优点，但其性能受环境影响，识别距离一般小于100 cm，主要应用于图书管理、物流等系统；(3)超高频(850～960 MHz)。
该频段较高频相比，具有可实现长距离识别的的优点，最大识别距离可达10 m，但其性能受环境影响较大，价格也较贵，主要应用于铁路车辆识别、集装箱识别等系统；(4)微波(2．45～5．8 GHz)。
该频段可实现远距离识别，识别距离可达100 m，但其价格也最贵，主要应用于智能交通系统中。
2 RFID系统的组成射频识别系统一般由阅读器、电子标签、天线三部分组成。
(1)阅读器：读取或读／写电子标签信息的设备，主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标签的标识信息进行解码，将标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以供处理。
一台典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及与应答器连接的耦合元件。
此外，许多阅读器还有附加的接口(RS 232，RS 485等)，以便将所获得的数据传输给另外的系统(如个人计算机)，其系统结构框图如图1所示。
(2)电子标签(应答器)：由芯片及内置天线组成，芯片内保存有一定格式的电子数据，放在被识别物体上，作为待识别物品的标识性信息，它是射频识别系统真正的数据载体，内置天线用于和射频天线间进行通信。
通常，应答器没有自己的供电电源，只有在阅读器的响应范围以内，应答器才是有源的。
应答器工作所需的能量，是通过耦合单元(非接触的)传输给应答器的。
(3)天线：标签与阅读器之间数据传输的载体。
3 硬件电路设计本设计以AVR系列单片机ATmega8作为微控制器。
Atmel公司的AVR是8位单片机中第一个真正采用RSIC结构的单片机，它采用了大型快速存取寄存器组、快速单周期指令系统以及单级流水线等先进技术，使得AVR单片机具有高达1 MLPS／MHz的高速运行处理能力。
硬件电路如图2所示，在图2中①为载波产生及功率放大电路，由单片机的T／C2工作于CTC模式，产生标准125 kHz载波信号，经过限流电阻R1后送入推挽式连接的三极管功率放大电路，放大后的载波信号通过天线发射出去。
天线L1与电容C1构成串联谐振电路，谐振频率为125 kHz，谐振电路的作用是使天线上获得最大的电流，从而产生最大的磁通量，获得更大的读卡距离。
②为检波电路，检波电路用来去除125 kHz载波信号，还原出有用数据信号。
R2，D1，R3，C2构成基本包络检波电路，C3为耦合电容，R4，C4为低通滤波电路，D2，D3为保护二极管，输出接到滤波放大电路。
③为滤波放大电路，滤波放大电路采用集成运放LM358对检波后的信号进行滤波整形放大，放大后的信号送入单片机的定时／计数器T1的输入捕捉引脚ICPl，由单片机对接收到的信号进行解码，从而得到ID卡的卡号。
4 软件设计本系统的软件设计包括两部分：125 kHz载波的产生和ID卡解码。
载波信号产生相对简单，可利用单片机的T／C2，使其工作于CTC模式，比较匹配时使输出OC2取反便可得到125 kHz的方波。
解码软件设计相对较复杂，要对ID卡进行解码，首先应掌握ID卡的存储格式和数据编码方式。
4．1 EM4100数据存储格式图3是EM4100的64位数据信息，它由5个区组成：9个引导位、10个行偶校验位“PO～P9'’、4个列偶校验位“PC0～PC3”、40个数据位“D00～D93”和1个停止位S0。
9个引导位是出厂时就已掩膜在芯片内的，其值为“111111111”，当它输出数据时，首先输出9个引导位，然后是10组由4个数据位和1个行偶校验位组成的数据串，其次是4个列偶校验位，最后是停止位“0”。
“D00～D13”是一个8位的晶体版本号或ID识别码。
“D20～D93”是8组32位的芯片信息，即卡号。
每当EM4100将64个信息位传输完毕后，只要ID卡仍处于读卡器的工作区域内，它将再次按照图3顺序发送64位信息，如此重复，直至ID卡退出读卡器的有效工作区域。
4．2 EM4100数据编码方式EM4100采用曼彻斯特编码，如图4所示：位数据“1”对应着电平下跳，位数据“0”对应着电平上跳。
在一串数据传送的数据序列中，两个相邻的位数据传送跳变时间间隔应为1P。
若相邻的位数据极性相同(相邻两位均为“O”或“1”)，则在两次位数据传送的电平跳变之间，有一次非数据传送的、预备性的(电平)“空跳”。
电平的上跳、下跳和空跳是确定位数据传送特征的判据。
在曼彻斯特码调制方式下，M4100每传送一位数据的时间是64个振荡周期，其值由RF／n决定。
若载波频率为125 kHz，则每传送一位的时间为振荡周期的64分频，即位传送时间为：1P=64／125 kHz=512μs，则半个周期的时间为256μs。
4．3 解码软件设计ATmega8单片机T／C1的输入捕捉功能是AVR定时／计数器的一个非常有特点的功能，T ／C1的输入捕捉单元可用于精确捕捉一个外部事件的发生，记录事件发生的时间印记。
当一个输入捕捉事件发生时，T／C1的计数器TCNTl中的计数值被写入输入捕捉寄存器ICRl 中，并置位输入捕获标志位ICFl，产生中断申请。
可通过设置寄存器TCCRlB的第6位ICESl 来设定输入捕捉信号触发方式。
本系统利用单片机的输入捕捉功能进行解码。
由曼彻斯特编码特点可知，每位数据都由半个周期的高电平和半个周期的低电平组成，因此可将一个位数据拆分为两位，即位数据“1”可视为“10”，位数据“O”可视为“01”，则64位数据可视为由128位组成。
为了获得完整且连续存放的64位ID信息，在此接收两轮完整的64位数据，即接收256位。