一种采用曼码调制的非接触IC卡读写程序编制

　　非接触IC卡技术已广泛应用于诸如电子交易，医疗保健凭证，驾车授权凭证，车辆加油管理系统，家居、公司办公通道，各种限权进入场所的门禁，各类电、水、热能和煤气计量表具的预付费系统，乃至宠物识别等。因其使用便捷、安全，日益为有关技术领域的工程师所关注。

　　图1 采用e5550/U2270B的非接触卡读写系统示意图非接触IC卡是一种接口电路。它通过卡上配置的发射机应答器振荡线圈与基站振荡线圈的耦合取得能量，通过必要的通信软件配合，保证卡与基站间实现双向数据交换，如图1所示。许多著名厂商，如Simens、Philips、Temic等半导体公司，均有各具特色、性能优异的产品。 

图1 采用e5550/U2270B的非接触卡读写系统示意图

　　e5550的全称是标准读写识别集成电路（Standard Read/Write Identification IC）,实际即是一种低频发射机应答器。它与基站读写集成电路（Read/Write Base Station IC）U2270B相匹配，构成非接触IC卡系统的核心器件。这两种器件统称为非接触式读写识别集成电路（其注册商标为IDIC,以下简称IDIC或非接触IC卡），均由德国本茨集团麾下的Telefunken半导体公司开发，目前已转由Atmel公司生产。因其工作可靠、价格低廉，不失为特定应用领域的一种优选方案。 

一、 e5550/ U2270B器件组的基本性能

e5550发射机应答器的基本性能如下：

    （1） 低供电电压、低功耗CMOS结构的IDIC。
    （2） 发射机应答器的电源是通过非（直接）接触的线圈耦合获得。
    （3） 额定的射频（RF）振荡频率范围为：100～150kHz。
    （4） 发射机应答器上带有EEPROM，共分8个（存储）区，每区有33个位，故总共有264个位（见表1）。 

    （5） 8个（存储）区的首位分别为该区的写保护位"L"。为"1"时，该区为只读区；为"0"时，该区为既可读又可写区。
    （6） 8个（存储）区中的第0区为工作方式数据存储区，通常是不发送的，而其他的7个区每个区中各有32位，即总共有224位供用户使用。
    （7） 具备增强防护功能，以免非接触卡式EEPROM的误编程。
    （8）每一存储区的写操作时间一般不超过50ms。
    （9） EEPROM操作的一些其他选项： 

    · 比特率（位传送率 b/s）--RF/8，RF/16，RF/32，RF/40，RF/50，RF/64，RF/100,RF/128。
    · 调制方式--二进制（BIN）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、曼彻斯特码（Manchester）、双相位码（Biphase）。
    · 其他--请求应答（AOR）、终止方式和口令方式。

U2270B基站读写器的基本性能如下：

    (1) 载波频率fOSC范围为100～150kHz。
    (2) fOSC为125kHz时，典型的数据传送率为5kb/s。
    (3) 适用的调制方式为曼彻斯特码（简称曼码）和双相位码。
    (4) 可由5V的稳压电源或汽车蓄电池供电。
    (5) 调谐能力。
    (6) 与微控制器有兼容的接口。
    (7) 处于备用工作方式时，其功耗甚低。
    (8) 有一向微控制器供电的输出端。

二、 非接触IC卡的读操作

　　现仅就IDIC通信中遇到的一些问题，并对通信的核心部分--读写操作做必要的探讨。首先申明，所谓的读写，其意分别为：基站通过MCU进行"读操作"；基站通过MCU进行"写操作"。

　　e5550和U2270B匹配使用时，根据两者的基本特性，其调制方式只可能在曼码和双相位码中择一。不失一般性，选择曼码调制。曼码调制时数据传送的规则可用图2加以说明。