基于
MFRC522
?/p>
RFID
读卡器模块设计及实现
RFID
是射频识别的英文缩写。通俗地说?/p>
RFID
读卡器是一种能阅读电子标签数据的自动识别设备?/p>
RFID
读卡?/p>
RFID
射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须?/p>
工干预,可工作于各种恶劣环境?/p>
RFID
技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便?/p>
目前国内?/p>
13.56MHzRFID
读卡器芯片市场上,荷兰恩智浦公司?/p>
Mifare
非接触读卡芯片系列中
MFRC522
系列
具有低电压、低功耗、小尺寸、低成本等优点。采?/p>
3.3V
统一供电,工作频率为
13.56MHz,
兼容
ISO/IEC14443A
?/p>
MIFARE
模式?/p>
MFRC522
主要包括两部分,其中数字部分由状态机、编码解码逻辑等组成;模拟部分由调制器、天?/p>
驱动器、接收器和放大器组成?/p>
MFRC522
的内部发送器无需外部有源电路即可驱动读写天线实现与符?
ISO/IEC14443A
?/p>
MIFARE
标准的卡片的通讯。接收器模块提供了一个强健而高效的解调和解码电路,用于接收兼容
ISO/IEC14443A
?/p>
MIFARE
的卡片信号。数字模块控制全?/p>
ISO/IEC14443A
帧和错误检测(奇偶?/p>
CRC
)功能。模
拟接口负责处理模拟信号的调制和解调?/p>
非接触式异步收发模块配合主机处理通信协议所需要的协议?/p>
FIFO
(先进先出)
缓存使得主机与非接触式串行收发模块之间的数据传输变得更加快速方便?/p>
1
系统组成
如图
1
所示,读卡器模块包?/p>
MCU
、读卡器芯片、天线及其滤波匹配电路?/p>
MCU
选用
TI
公司的超低功耗单片机
MSP430F149,
该单片机支持多种低功耗模式,并能够快速唤醒,具有
60KB+256B
?/p>
Flash
?/p>
2KB
?/p>
RAM
、两个既?/p>
做异?/p>
UART
又可以做
SPI
使用的串行通讯口?/p>
6
?/p>
I/O
口、一个内?/p>
DCO
?/p>
2
个外部时钟,非常适合开发低功耗高
性能的产品。在本模块中
MCU
通过
SPI
方式?/p>
MFRC522
连接,供电电压均?/p>
3.3V,
所以不再需要外围的电压转换?/p>
路,外接一个天线及简单的滤波匹配电路,即可实现与卡片的通信?/p>
2
工作原理
MCU
通过对读卡器芯片内寄存器的读写来控制读卡器芯片,
读卡器芯片收?/p>
MCU
发来的命令后?/p>
按照非接触式?/p>
频卡协议格式,通过天线及其匹配电路向附近发出一组固定频率的调制信号?/p>
13.56MHz
)进行寻卡,若此范围内有?/p>
片存在,卡片内部?/p>
LC
谐振电路(谐振频率与读卡器发送的电磁波频率相同)在电磁波的激励下,产生共振,在卡?/p>
内部电压泵的作用下不断为其另一端的电容充电,获得能量,当该电容电压达到
2V
时,即可作为电源为卡片的其他?/p>
路提供工作电压?/p>
当有卡片处在读卡器的有效工作范围内时?/p>
MCU
向卡片发出寻卡命令,卡片将回复卡片类型,建立卡片与读卡器
的第一步联系,
若同时有多张卡片在天线的工作范围内,
读卡器通过启动防冲撞机制,
根据卡片序列号来选定一张卡片,
被选中的卡片再与读卡器进行密码校验,确保读卡器对卡片有操作权限以及卡片的合法性,而未被选中的则仍然处在?/p>
置状态,等待下一次寻卡命令。密码验证通过之后,就可以对卡片进行读写等应用操作?/p>
3 MFRC522
?/p>
MCU
接口实现
MFRC522
提供?/p>
3
种接口模式:
高达
10Mb/s
?/p>
SPI
?/p>
I2C
总线模式
(快速模式下能达
400kb/s,
而高速模式下能达
3.4Mb/s
)、最高达
1228.8kb/s
?/p>
UART
模式。每次上电或硬件重启之后
MFRC522
复位其接口,并通过检测控制引?