【正文】 幾部分組成。 Mifare 卡是一種智能卡 ,內(nèi)建有中央微處理機(jī)等，使卡的安全保密性、認(rèn)證邏輯等微操作控制有序進(jìn)行。非接觸式 IC 卡 是基于電磁感應(yīng)原理開發(fā)出來的產(chǎn)品。 射頻設(shè)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) IC 卡按卡與外界數(shù)據(jù)傳送的形式不同，分為接觸式 IC 卡和非接觸式 IC 卡。也可以將標(biāo)簽或閱讀器安裝到戰(zhàn)略資源上，以確保對(duì)其的管理和安全狀況。拿校園內(nèi)的門禁系統(tǒng)來說，一般都是事先用讀卡器將學(xué)生對(duì)應(yīng)的信息寫到射頻卡的某個(gè)塊中，而控制射頻芯片的單片機(jī)的 RAM 中存有該學(xué)生的信息，該學(xué)生 將卡靠近閱讀器的時(shí)候，閱讀器讀取卡中的信息，并與單片機(jī) RAM 中的信息進(jìn)行比較，如果相同，單片機(jī)便控制門鎖開鎖；這就射頻識(shí)別技術(shù)在門禁應(yīng)用中的思想。利用這個(gè)顯著的特點(diǎn)，射頻識(shí)別技術(shù)可以 做成一個(gè)很好的商品防偽系統(tǒng)；由于射頻識(shí)別具有很強(qiáng)的穿透性，所以即使是將標(biāo)簽貼在商品的外包裝內(nèi)也可以讀取標(biāo)簽的序列號(hào)，進(jìn)行真?zhèn)蔚谋嬲J(rèn)。 ④由于標(biāo)簽是一次性用品，廠家要不斷的投資生產(chǎn)，所以標(biāo)簽的使用要視被識(shí)別物體本身的價(jià)值而定。 ①如果被識(shí)別物體的形狀是規(guī)則的，那么標(biāo)簽的安裝問題就比較容易解決，只要方向正確，閱讀器在讀卡的時(shí)候就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤；對(duì)于形狀不規(guī)則的被識(shí)別物體，安裝完標(biāo)簽后可能會(huì)影響系統(tǒng)的讀卡方向，導(dǎo)致讀卡出現(xiàn)錯(cuò)誤。這一態(tài)勢(shì)也促使我國加大了 RFID技術(shù)的發(fā)展力度，尤其是大型企業(yè)對(duì) RFID 技術(shù)的需求，更大大的推動(dòng)了 RFID技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展。 Abstract With microputer AT89C52 as controller, the radio frequency technology as core, this paper describes the system’ s position、 work principle and design of hardware and software of contactless IC card readwrite device base on MFRC500 of PHILIPS Company .This paper introduces the basic principle of the contactless IC card technology and the application of IC card reader. First the paper describes the development and the status quo of the IC cards system. Then the work principle of the radio frequency IC card system is discovered through studying the principium of the radio frequency technology. Whereafter, the paper introduces the card MF1 IC S50 what is usually used in the cards of Type A, the design method and the circuit of the card reader device the device use the radio frequence chip reader module RC500 , and in detail analyzes the principle of every module, simply Points to the design rules of the antenna circuit. Then, the paper in detail introduces the implement project about circuit and program of the kemel ponents of a Type A IC cards reader, the RF module, what is pletely made by doityourself. In the end, the paper introduces the software of the system, and the main property and basic intruction set of a contactless IC card reader RC500 based on Philips’MIFARE1 are introduced. And some i deals and methods of programme about the basilic module with data munication between the cards and RC500 are presented. Finally, introduced the system design part of the software and the PCB circuit diagram, and the actual test results show that the reader to plete the basic functions, stable operation .The ReadWrite Device is stabilized through test. Keywords: AT89C52； MFRC500； IC ReadWrite Device； S50 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 射頻技術(shù)發(fā)展及對(duì)未來的展望 1 物流管理 1 商品防偽 2 門禁 2 軍事領(lǐng)域 3 射頻設(shè)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 3 課題研究任務(wù)及工作安排 4 2 RFID 系統(tǒng)的相關(guān)理論 5 MIFARE 射頻卡概述及現(xiàn)狀 5 接觸式與非接觸式 IC 卡之比較 5 非接觸卡的優(yōu)點(diǎn) 5 MIFARE 非接觸式 IC 卡的標(biāo)準(zhǔn) 6 非接觸射頻卡的應(yīng)用前景 7 射頻卡的結(jié)構(gòu) 7 MIFARE 卡工作原理 7 MIFARE 卡的組成及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 8 MIFARE 特性 11 3 MFRC500 芯片 12 RC500 芯片的簡介 12 MFRC500 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 12 MFRC500 引腳說明 16 芯片主要 特性及應(yīng)用 17 讀寫器的基本原理簡介 18 4 讀寫器硬件設(shè)計(jì)與制作 19 讀寫器總體構(gòu)思 19 MCU 主控模塊 19 單片機(jī)簡介 19 單片機(jī)的分類 21 單片機(jī)的工作過程 22 單片機(jī)的硬件特性 22 STC89C52RC 單片機(jī)的介紹 22 射頻接口模塊 26 天線設(shè)計(jì)部分 27 高頻濾波電路 27 天線及匹配電路 28 接收電路 29 電源與存儲(chǔ)模塊 30 電源電路 30 存儲(chǔ)電路 30 時(shí)鐘與 RS232 接口模塊 31 時(shí)鐘電路 31 RS232 接口電路 32 人機(jī)交互界面模塊 33 5 讀寫器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 總結(jié) 48 致謝 49 參考文獻(xiàn) 50 附錄 51 1 緒論 無線射頻識(shí)別（ RFID, Radio Frequency Identification）一套完整的 RFID系統(tǒng) , 是由閱讀器電子標(biāo)簽也就是所謂的應(yīng)答器及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部所組成 , 其工作原理是閱讀器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給應(yīng)答器 , 用以驅(qū)動(dòng)應(yīng)答器電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù) , 送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理 Harry Srockman 提出的“利用能量反射的方式進(jìn)行通信” 奠定射頻識(shí)別技術(shù)理論基礎(chǔ)以來，在 1950～ 2021 年，該技術(shù)得到了空前的發(fā)展，各式各樣的 RFID產(chǎn)品已然成為人們生活的一部分，并逐漸取代了傳統(tǒng)的接觸式 IC卡技術(shù)。本文闡述了 IC 卡技術(shù)的基本原理，并對(duì)其讀卡器在工程上的設(shè)計(jì)和開發(fā)作了研究。論文描述了 IC 卡系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀，通過對(duì)射頻識(shí)別技術(shù)原理的研究，揭示了射頻 IC 卡系統(tǒng)的工作原理。隨著 RFID 技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)大，為了保證 RFID 技術(shù)同各個(gè)系統(tǒng)間的兼容，人們也意識(shí)到了建立一個(gè) RFID 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要性。在政府的推動(dòng)支持下，第二代身份證嵌入了 RFID 標(biāo)簽，單單這項(xiàng)計(jì)劃的合同總額就將達(dá)到 100 億。 ②被識(shí)別物體的物理性質(zhì)決定了應(yīng)該采用甚么頻段的射頻識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行讀卡。例如，機(jī)場(chǎng)中托運(yùn)行李的時(shí)候貼的行李標(biāo)簽和超市里商品上的標(biāo)簽的價(jià)格明顯是不一樣的。而且標(biāo)簽本身就具有很強(qiáng)的抗腐蝕及金屬摩擦能力，所以標(biāo)簽可以用于一些特殊的商品上，其使用壽命也更長。 軍事領(lǐng)域 射頻技術(shù)脫胎與軍事，當(dāng)然在軍事上的應(yīng)用是不容忽視的。曾有一段時(shí)間聽到，美國軍方想將標(biāo)簽植入到士兵的身體內(nèi)，因?yàn)檫@不僅可以跟蹤軍隊(duì)的動(dòng)向，還可以根據(jù)標(biāo)簽發(fā)送回來的數(shù)據(jù)分析士兵的身體狀況。接觸式 IC 卡通過 8 個(gè)觸點(diǎn)從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)；非接觸式 IC 卡通過射頻感應(yīng)從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)，所以非接觸式 IC 卡又叫射頻卡。它的讀寫操作只需將卡片放在讀寫器附近一定的距離之內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，無需任何接觸，使用非常方便、快捷，不易損壞。 Mifare 卡讀寫器的設(shè)計(jì)一般采用 Philips 公司 生產(chǎn)的讀寫模塊 MCM200 或 MCM500。該標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了采用改進(jìn)的 Miller 編碼的振幅健控調(diào)至作為從閱讀器到 IC 卡數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制方法，從 IC 卡到閱讀器則采用副載波的負(fù)載調(diào)制方法，其調(diào)制是通過對(duì)曼切斯特編碼的數(shù)據(jù)流的負(fù)載波的振幅鍵控來完成的。 MIFARE卡主要芯片有 Philips MIFAR S50、 S70 等。 此外非接觸式卡表面無裸露芯片無須擔(dān)心芯片脫落靜電擊穿彎曲損壞等問題既便于卡片印刷又提高了卡片的使用可靠性操作方便 由于非接觸通訊讀寫器在 10CM 范圍內(nèi)就可以對(duì)卡片操作所以不必插撥卡，非常方便用戶使用非接觸式卡使用時(shí)沒有方向性卡片可以在任意方向掠過讀寫器表面既可完成操作這大大提高了每次使用的速度防沖突 非接觸式卡中有快速防沖突機(jī)制能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干 擾因此，讀寫器可以同時(shí)處理多張非接觸式這提高了應(yīng)用的并行性無形中提高系統(tǒng)工作速度 （ 4）可以適合于多種應(yīng)用 非接觸式卡的序列號(hào)是唯一的制造廠家在產(chǎn)品出廠前已將此序列號(hào)固化不可再更改非接觸式卡與讀寫器之間采用雙向驗(yàn)證機(jī)制即讀寫器驗(yàn)證的合法性同時(shí)也驗(yàn)證讀寫器的合法性非接觸式卡在處理前要與讀寫器之間進(jìn)行三次相互認(rèn)證而且在通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都加密。非接觸式的讀寫過程，通常由非接觸型與讀寫器之間通過無線電波來完成讀寫操作。 長寬厚合乎國際信用卡規(guī)格 ISO10536 標(biāo)準(zhǔn)。 讀取距離依需求可分 CM、 10 CM 兩種規(guī)格。非接觸式 IC 卡大多應(yīng)用在交通工具儲(chǔ)值卡或大型民營機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用的儲(chǔ)值卡停車及門禁考勤管理和大型會(huì)議報(bào)到卡。射頻卡由耦合元件及微電子芯片組成 沒有供電電源，它的能量、時(shí)鐘脈沖以及數(shù)據(jù)都是通過耦合單元由讀寫器提供，并回送信息給讀寫器。 RF射頻接口電路 在 RF 射頻接口電路中，主要包括有波形轉(zhuǎn)換模塊，它可將讀寫器發(fā)出的1356MHz 的無線載波調(diào)制頻率接收，一方面送調(diào)制解調(diào)模塊，另一方面進(jìn)行波 形轉(zhuǎn)換，將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，然后對(duì)其整流濾波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對(duì)電壓進(jìn)行進(jìn)一步的處理，最終輸出供給卡片上的各電路使用。第 0 扇區(qū)的塊 0 即絕對(duì)地址塊 0 用于存放芯片商，卡商相關(guān)代碼，已經(jīng)固化不可更改。扇區(qū)的塊 0、塊 塊 2 為數(shù)據(jù)塊，可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的兩種應(yīng)用：一是用作一般的數(shù)據(jù)保存可以進(jìn)行讀、寫操作；二是用作數(shù)據(jù)值可以進(jìn)行初始化值、加值、減值、讀值等操作。表 2 控制塊結(jié)構(gòu) A0 A1 A2 A3 A4 A5 FF 07 08 09 B0 B1 B2 B3 B4 B5 密碼 A（ 6 字節(jié)） 存取控制（ 4 字節(jié)） 密碼 B（ 6字節(jié)） 控制屬性每個(gè)扇區(qū)的用戶密碼和存取控制條件都是獨(dú)立設(shè)置的，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。各扇區(qū)數(shù)據(jù) 塊 0～塊 2 的三個(gè)控制位以正反兩種形式存在于塊 3 的存取控制字節(jié)中，它決定了該塊的訪問權(quán)限 例如進(jìn)行減值及初始化值操作必須驗(yàn)證 KEY A，進(jìn)行加值操作必須驗(yàn)證 KEY B，等等 。鑒于國內(nèi)市場(chǎng)上 MIFARE 芯片卡應(yīng)用廣泛，我們采用Philips 公司生產(chǎn)的射頻處理基站芯片。 MFRC500的性價(jià)比最高，市場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛，購買也最方便且內(nèi)部有高集成的調(diào)制解調(diào)模塊，內(nèi)部發(fā)射器可直接驅(qū)動(dòng)基于 的非接觸式天線，最大距離可達(dá) 10cm。 MFRC500 內(nèi)部有一個(gè)定時(shí)器，它由片內(nèi) 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。該讀卡 IC 系列利用先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在 下所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。 MF RC500 可方便的用于各種基于 ISO/IEC 14443A 標(biāo)準(zhǔn)并且要求低成本、小尺寸、高性能以及單電源的非接觸式通信的應(yīng)用場(chǎng)合。 MF RC500 的并行微控制器接口自動(dòng)檢測(cè)連接的 8 位并行接口的類型。支持的幀包括 CRC 和奇偶校驗(yàn)。模擬電路包含一個(gè)具有阻抗非常低的橋驅(qū)動(dòng)器輸出的發(fā)送部分。第四部分從塊 8 至塊 31 屬性為只寫用于存放加密運(yùn)算的密鑰存放一個(gè)密鑰需要 12 字節(jié) EEPROM 密鑰存放區(qū)共可存放 3