【正文】 化文件 。 4. 認(rèn)證操作 經(jīng)過前面敘述的三個(gè)步驟以后 , 便可以在確認(rèn)已經(jīng)選擇了一張卡片時(shí) , 在 PCD 對(duì)卡進(jìn)行讀寫操作之前 , 使系統(tǒng)對(duì)該卡片上已經(jīng)設(shè) 置的密碼進(jìn)行認(rèn)證。由于每一張 MIFARE 卡片都具有其唯一的序列號(hào)而決不會(huì)相同 ,因此 , PCD 根據(jù)卡片的序列號(hào)來保證一次只對(duì)一張卡進(jìn)行操作。 MIFARE 卡的操作可以分為以下幾項(xiàng) : 1. 復(fù)位請(qǐng)求 當(dāng)一張 MIFARE 卡片處在卡讀寫器的天線工作范圍之內(nèi)時(shí) , 程序員控制讀寫器向卡片發(fā)出 REQUEST all (或 REQUEST std) 命令。其可以把輸入的 +5V 電壓轉(zhuǎn)換成RS232 輸出電平所需的 ? 10V 電壓。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 圖 單片機(jī) AT89S52 與 RC500 的接口電路 串行通信模塊 設(shè)計(jì) 圖 為 AT89S52 與 RS232 接口電路。 讀寫模塊 MF RC500 是整個(gè)讀寫器的核心，它完成讀寫 MIFARE 卡的所有必需功能，包括 RF 信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)、安全認(rèn)證和防重疊等。這兩狀態(tài)是已知狀態(tài)，但在電路上電時(shí)候或電壓波動(dòng)不穩(wěn)定的時(shí)候， 當(dāng)給單片機(jī)上電那一瞬間，電壓有在幾微秒內(nèi)（有的是幾毫秒內(nèi)）不是直接跳變到 5V 的而是一個(gè)直線上升的階段， 這時(shí)候，單片機(jī)不能正常工作，需要復(fù)位電路給它延時(shí)以等到電壓穩(wěn)定， 這叫上電復(fù)位。晶體等效于電感，加兩個(gè)槽路分壓電容，輸入端的電容越小，正反饋量越大。 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振 。 在天線設(shè)計(jì)中 , 品質(zhì)因數(shù) Q 是一個(gè)非常重要的參數(shù)。小環(huán)天線有方形、圓形、橢圓形、三角形等 , 本文采用方形設(shè)計(jì)。 讀卡器的接收部分需要在 RX 和 VMID 引腳之間連接一個(gè)分壓器 。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 圖 完整的直接匹配天線配置 濾波和接收部分的元件 L1 、 L C C R R C7 和 C11 的值是固定的 ，并且L1 和 L C9 和 C8 是相同的 。 為了符合國(guó)際 EMC 規(guī)定， 中的三次、 五次和高次諧波需要 良好地抑制 。 直接匹配的天線 直接匹配的天線，推薦電路的工作距離可達(dá) 100mm。 ? 匹配的天線：可以作為讀卡器和天線之間用長(zhǎng)距離同軸電纜連接的應(yīng)用的一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案 。 MAX232 廣泛應(yīng)用于電池供電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)外設(shè)、 Modems 、手持設(shè)備 、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域 。 8 腳（ R2IN）、 9 腳 （ R2OUT）、 10腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。該器件符合 TIA/EIA232F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS 電平。此外，它還支持快速 CRYPTO1 加密算法，用于驗(yàn)證 Mifare 系列產(chǎn)品。 MF RC500 的 8 位并行微控制器接口可自動(dòng)檢測(cè)連接的接口類型，它包括一個(gè)雙向 FIFO 緩沖區(qū)和一個(gè)可設(shè)置的中斷輸出。 MF RC500 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?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash， 使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。在對(duì)天線的性能進(jìn)行優(yōu)化之后， PCD 的讀卡距離可以達(dá)到 10cm。 PCD 天線線圈發(fā)射磁場(chǎng)的一小部分磁力線穿過 PICC的天線線圈，接著 PICC 的天線線圈和電容器 C 構(gòu)成振蕩回路，調(diào)頻到 PCD 的發(fā)射頻率。 MFRC500 AT89S52 PC 機(jī) RS232 通信 天線 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在無源 MIFARE 卡，也就是 PICC 中。 圖 所示是基于 MF RC500 的非接觸式 IC 卡讀寫器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 2 射頻卡讀寫器硬件設(shè)計(jì) 讀寫器總述 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 要由 AT89S5 MFRC500、以及 232 通信模塊組成。 本文組織 如下安排： 第 1 章，主要介紹了實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)射頻卡讀寫器的背景和意義， 闡述了 射 頻卡技術(shù)以及 Mifare 射頻卡 ，介紹了國(guó)內(nèi)外射頻卡的的應(yīng)用與研究情況，以及本文的結(jié)構(gòu)安排。 2． 運(yùn)輸領(lǐng)域 高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識(shí)別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。只要人員佩戴了封裝成 ID 卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺(tái)讀寫器，人員出入時(shí)自動(dòng)識(shí)別身份，非法闖入會(huì)有報(bào)警 公司還可以用射頻卡保護(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。 1． 安全防護(hù)領(lǐng)域 門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。 目前，我國(guó)的射頻 卡技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。 復(fù)旦微電子股份有限公司設(shè)計(jì)的 FM17XX 系列，是基于 ISO14443 標(biāo)準(zhǔn)的系列非接觸式讀寫器專有芯片，可分別支持 頻率下的 TapeA、 TapeB、 15693 三種非接觸通信協(xié)議，支持 Mifare和 SH標(biāo)準(zhǔn)的加密算法 。研制出的 SHC1507 讀寫芯片，符合 ISO14443Aamp。目前，我國(guó)在這方面得到了較好的發(fā)展： 學(xué)生證、新軍官證都采用了射頻卡技術(shù)。 國(guó)內(nèi)發(fā)展與現(xiàn)狀 我國(guó)由于涉足射頻卡技術(shù)較晚，因而在該領(lǐng)域落后其他發(fā)達(dá)國(guó)家，提別是芯片設(shè)計(jì)遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 生產(chǎn)方面比較落后。 Mifare 卡是一種智能卡，內(nèi)建有中央微處理機(jī)，使卡在安全保密性、認(rèn)證邏輯、算術(shù)運(yùn)算等微操作控制有序進(jìn)行。 至今，已擁有很多系列的 Mifare 卡集成電路 。 國(guó)外 發(fā)展與 現(xiàn)狀 當(dāng)今世界上非接觸式 IC 卡主流產(chǎn)品是 Philips 公司的 Mifare 技術(shù)，該公司的 Mifare卡技術(shù)誕生于 1990 年，到 1994 年該項(xiàng)技術(shù)被推向全球市場(chǎng) 。射頻卡的標(biāo)準(zhǔn)操作距離為 lOOmm，與卡片讀寫器的通信速率高達(dá) 106Kb／ s。其基本工作原理是：讀寫器中的 Mifare 基站向 Mifarel 卡發(fā)一組固定頻率 (13． 56MHz)的電磁波，卡片內(nèi)有一個(gè) LC 串聯(lián)諧振電路。非常適合公交、地鐵等行業(yè)的檢票、收票系統(tǒng)。 Mifarel 卡上具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信加密并雙向驗(yàn)證密碼系統(tǒng)。 各扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨(dú)立的。許多較大的 IC 卡制造商的非接觸式卡制造均以 Mifare 技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn) 。 MIFARE 射頻卡 射頻卡屬于非接觸 IC 卡，它避免了普通 IC 卡與讀卡器之間的物理接觸，減少了卡的磨損。目前。非接觸式 IC 卡在操作前要與讀寫器進(jìn)行三次相互認(rèn)證，而且在通訊過程中所有數(shù)據(jù)被加密。 3. 安全防沖突 。此外，非接觸式 IC 卡表面無裸露的芯片，無須擔(dān)心脫落，靜電擊穿彎曲，損壞等問題，既便于卡片的印刷，又提高了卡片使用的可能性。它所需要的能量是由讀寫器非接觸供給的，數(shù)據(jù)也是通過無線電波進(jìn)行雙向傳輸?shù)?，識(shí)別工作無須人工干預(yù) ,可工作于各種惡劣環(huán)境。 射頻卡讀寫器是射頻卡應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。AT89S52 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁(yè) Abstract Compared to the current extensive use of contactless IC card， the RF card has many advantages, include the application of high reliability、 operating speed、 secrecy and so on. RF card reader is one of the key ponents of a RF card application system. MFRC500 pletely integrates all sorts of passive noncontact munication modes and protocols under the frequency of , which is an advanced integrated RF chip. Based on the study on the related theory and technology of RF card system , this paper presents a RF card readwrite system based on MFRC500 chip of the Philips pany. The system uses the MCU AT89S52 to control and munications with the MFRC500, bined with the design of the external circuit, achieves to the Readwrite operation of the MIFARE card. First introduces the position and working principle of the system , and then introduces the necessary implement, gives design of the matching circuit and antenna design, as well as the Interface Design of MCU AT89S52 and MFRC500,and the design of the serial munication module, Finally, gives the operation process of the MIFARE card as well as program design. The whole design is pleted, and after a selfmade circuit board testing, the basic design requirements to meet. Keyword： RF card, Reader, MF RC500 ， MIFARE cards， A