高性价比的MIFARE卡读写模块的设计

为了驱动天线，MF RC500通过TX1和TX2提供13.56MHz的能量载波。根据寄存器的设定对发送数据进行调制得到发送的信号。该卡采用RF场的负载调制进行响应。天线拾取的信号经过天线匹配电路送到RX脚。MF RC500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微控制器进行读取。天线部分电路图如（图3）。



3、电源

器件MF RC500对各部分使用单独电源供电,以实现在EMC特性和信号解耦方面达到最佳性能。MF RC500具有出色的RF性能并且模拟和数字部分可适应不同的操作电压。

 

名 称	类 型	功 能
TVDD	电源	发送器电源电压
VSS	电源	发送器电源地
AVDD	电源	模拟部分电源电压
AGND	电源	模拟部分电源地
DVDD	电源	数字部分电源电压
DVSS	电源	数字部分电源地

4、辅助管脚   MF RC500的第27脚AUX为辅助管脚可选择内部信号驱动该管脚。它可作为设计和测试之用。

5、复位管脚   RSTPD为复位管脚，该管脚禁止了内部电流源和时钟并使MF RC500从微控制器总线接口脱开。如果RST释放，MF RC500则执行上电时序。

6、串行信号开关串行信号
开关用于桥接芯片数字电路和模拟电路两部分,两部分电路的输入/ 输出和外部应用所需的输入/ 输出可以灵活组合。这种组合可借助MFIN和MFOUT引脚和MF RC500内部相关寄存器来控制实现.。

 

名 称	类 型	功 能
MFIN	带施密特触发器的输入	MIFARE接口输入
MFOUT	输出	MIFARE接口输出

7、并行接口   
下面列出的16个管脚用于控制并行接口：

 

名 称	类 型	功 能
D0 … D7	带施密特触发器的I/O	双向数据总线
A0 … A2	带施密特触发器的I/O	地址线
NWR/RNW	带施密特触发器的I/O	写禁止/只读
NRD/NDS	带施密特触发器的I/O	读禁止/数据选通禁止
NCS	带施密特触发器的I/O	片选禁止
ALE	带施密特触发器的I/O	地址锁存使能
IRQ	输出	中断请求

三、MF RC500与89C51的接口电路如（图4）： 



   MF RC500支持不同的微控制器接口。一个智能的自动检测逻辑可以自动适应系统总线的并行接口。使用信号NCS选择芯片。要使用独立的地址和数据总线与微控制器相连，必须将ALE脚连接到DVDD。若使用复用的地址和数据总线与微控制器接口，必须将ALE脚连接到微控制器的ALE信号。 若要使用RNW和NDS（取代NWR和NRD）与微控制器相连，微控制器的RNW必须连接到管脚NWR，而NDS必须连接到NRD。由图4可以看出，本系统采用中断(INT1)工作模式，即MCU 利用MF RC500提供中断信息对其进行控制。另外，根据系统的需要，可以采用查询方式对MF RC500 进行操作。对Mifare卡操作流程由以下几个部分组成：

1、复位请求

 

扇区号	块号	内容	块地址
扇区0	0块	厂商代码	0
	1块	数据（16字节）	1
	2块	数据（16字节）	2
	3块	密码区	3
扇区1	0块	数据（16字节）	4
	1块	数据（16字节）	5
	2块	数据（16字节）	6
	3块	密码区	7
.		： ： ：
扇区15	0块	数据（16字节）	60
	1块	数据（16字节）	61
	2块	数据（16字节）	62
	3块	密码区	63

当一张Mifare卡片处在卡处读写器的天线的工作范围之内时，程序员控制读写器向卡片发出复位命令。卡片接收到后，将0区0块中的厂商代码（作为不同卡型的区分）送给读写端Mifare卡（以M1卡为例）内存储结构如下表[5]。建立卡片与读写器的第一步通信联络。

2．反碰撞操作如果有多张Mifare卡片处在卡片读写器的天线的工作范围之内时，模块将首先与每一张卡片进行通信，取得每一张卡片的系列号。由于每一张Mifare卡片都具有其唯一的序列号，决不会相同，因此根据卡片的序列号来保证一次只对一张卡操作。

3、卡选择操作完成了上述二个步骤之后，读写模块必须对卡片进行选择操作。既与被选中的卡进行一次数据交换，当某卡被选中后该卡则将其数据容量传送给读写端。

4、认证操作经过上述三个步骤，在确认已经选择了一张卡片时，由程序控制模块在对卡进行读写操作之前，必须对卡片上已经设置的密码进行认证,Mifare 类产品中加密算法的实现被称之为CRYPT01 , 它是一种密钥长度为48bit 的流密码。要访问一个Mifare 类卡的数据, 首先要完成认证。如果匹配，才允许进一步的读写操作。

5、读写操作对卡的最后操作是读、写、增值、减值、存储和传送等操作。