基于MFRC530的非接觸式IC讀卡系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1 引言
非接觸式IC卡,又稱(chēng)射頻IC卡、RFIC卡,是射頻識(shí)別技術(shù)與IC卡技術(shù)的結(jié)合而出現(xiàn)的一種新型智能卡,自出現(xiàn)以來(lái)就成為這兩種技術(shù)的重要發(fā)展方向。由于具有安全性、較大的存儲(chǔ)容量、更好的應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性,讀寫(xiě)設(shè)備簡(jiǎn)單,操作速度快等優(yōu)點(diǎn),其技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展十分迅速,當(dāng)前在國(guó)內(nèi)已大量普及??梢韵嘈牛S著大規(guī)模集成電路和制造r藝的發(fā)展及開(kāi)發(fā)工具的日漸成熟,非接觸式IC卡必將在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
2 系統(tǒng)工作原理
MFRC530通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào),當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線(xiàn)工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過(guò)卡內(nèi)置發(fā)送天線(xiàn)發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線(xiàn)接收到從射頻卡發(fā)送來(lái)的載波信號(hào),經(jīng)天線(xiàn)調(diào)節(jié)器傳送到MFRC530,MFRC530對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到微處理器進(jìn)行相關(guān)處理;主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,通過(guò)蜂鳴器發(fā)出不同提示音。其原理圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)原理框圖
3 系統(tǒng)硬件電路
3.1 MFRC530芯片介紹
MFRC530是應(yīng)用于13.56 MHz非接觸式高集成度IC卡讀寫(xiě)模塊的一員。該模塊利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念,完全集成了在13.56 MHz下所有類(lèi)型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。MFRC530支持Isol4443A所有層的通信方式。
內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動(dòng)近距離操作的天線(xiàn)(可達(dá)10cm)。
接收器部分提供一個(gè)堅(jiān)同而有效的解調(diào)和解碼電路用于ISO14443A兼容的應(yīng)答器信號(hào)。
數(shù)字部分處理ISO14443A幀和錯(cuò)誤檢測(cè)(奇偶校驗(yàn)和CRC)。此外它還支持快速M(fèi)IFARE典型安全算法,用于驗(yàn)證MIFARE系列產(chǎn)品。
方便的并行接口可直接連接到任何8 bit微處理器,這樣給讀卡器終端的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。此外,它還具有支持SPI接口等特點(diǎn)。
3.2 MFRC530電路接法
MFRC530是與射頻卡實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信的核心模塊,也是讀卡器讀射頻卡的關(guān)鍵接口芯片。它根據(jù)寄存器的設(shè)定對(duì)發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制得到發(fā)送的信號(hào),通過(guò)由TX1,TX2腳驅(qū)動(dòng)的天線(xiàn)以電磁波的形式發(fā)出去.射頻卡采用電磁場(chǎng)的負(fù)載調(diào)制進(jìn)行響應(yīng)。天線(xiàn)拾取射頻卡的響應(yīng)信號(hào)經(jīng)過(guò)天線(xiàn)匹配電路送到RX腳,MFRC530內(nèi)部接收緩沖器對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和解調(diào)并根據(jù)寄存器的設(shè)定進(jìn)行處理。處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到并行接口由微處理器讀取。其電路接法如圖2所示。
圖2 MFRC530電路接法