【文章內容簡介】 1702 芯片有以下特點：高集成度的模擬電路，只需最少量的外圍線路；操作距離可達 10cm；支持 ISO14443 協(xié)議；內部帶有加密單元；支持 SPI接；包含 512byte 的 EEPROM；包含 64byte 的 FIFO；數(shù)字電路具有TTL/CMOS 兩種電壓工作模式；軟件控制的 power down 模式；一個可編程計時器；一個中斷處理器；一個串行輸出輸入口；啟動配置可編程數(shù)字，模擬和發(fā)射模塊都有獨立的電源供電，電壓范圍從 3V到 5V； 封裝形式為 SOP24 小型封裝。 FM1702 的管腳配置如圖 25 所示。管腳功能如表 21。 表 21 FM1702管腳功能表 引腳序號 引腳名稱 類型 引腳功能 1 OSCIN I 晶振輸入： fosc = 2 IRQ O 中斷請求：輸出中斷源請求信號 3 MFIN I 串行輸入：接收滿足 ISO14443A協(xié)議的數(shù)字串行信號 4 TX1 O 發(fā)射口 1：輸出經過調制的 信號 5 TVDD PWR 發(fā)射器電源：提供 TX1 和 TX2 的輸出能量 6 TX2 0 發(fā)射口 2：輸出經過調制的 信號 7 TVSS PWR 發(fā)射器地 8 C0 I 固定接低電平 9 C1 I 固定接高電平 10 C2 I 固定接高電平 11 DVSS PWR 數(shù)字地 12 MISO O 主入從出： SPI 接口下數(shù)據(jù)輸出 13 SCK I 串行時鐘（ SCK）： SPI 接口下時鐘信號 14 MOSI I 主出從入： SPI 接口下數(shù)據(jù)輸入 15 NSS I 接口選通：選通 SPI 接口模式 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 7 16 C3 I 固定接低電平 17 DVDD PWR 數(shù)字電源 18 AVDD PWR 模擬電源 19 AUX O 模擬測試信號輸出：輸出模擬測試信號，測 試信號由 TestAnaOutSel寄存器選擇 20 AVSS PWR 模擬地 21 RX I 接收口：接收外部天線耦合過來的 22 VMID PWR 內部參考電壓：輸出內部參考電壓 23 RSTPD I 復位及掉電信號：高電平時復位內部電路 24 OSCOUT O 晶振輸出 FM1702 接口規(guī)范 FM1702SL 支持 SPI 微處理器接口，在 SPI 通信方式下， FM1702SL 只能作為 slave 端， SCK 時鐘需由 master 提供。時序圖如圖 26。 SPI 時序如表 22。 表 22 時序表 圖 26 SPI時序圖 符號 參數(shù) MIN MAX 單位 tSCKL SCK 低電平寬度 100 ns tSCKH SCK 高電平寬度 100 ns tSHDX SCK 高到數(shù)據(jù)改變 20 ns tDXSH d 數(shù)據(jù)改變到 SCK 變高 20 ns tSLDX SCK 低到數(shù)據(jù)改變 15 ns tSLNH SCK 低到 NSS 變高 20 ns 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 8 Mifare1 S50 非接觸 IC 卡 介紹 主要指標 容量為 8K 位（ bits） =1K 字節(jié)（ bytes） EEPROM；分為 16 個扇區(qū)，每個扇區(qū)為 4 塊，每塊 16 個字節(jié) ,以塊為存取單位；每個扇區(qū)有獨立的一組密碼及訪問控制；每張卡有唯一序列號，為 32 位；具有防沖突機制，支持多卡操作；無電源，自帶天線，內含加密控制邏輯和通訊邏輯電路；數(shù)據(jù)保存期為 10 年，可改寫 10 萬次，讀無限次；工作溫度： 20℃ ~50℃ (濕度為 90%)；工作頻率：；通信速率： 106 KBPS；讀寫距離： 10 cm以內（與讀寫器有關） 。 存儲結構 M1 卡分為 16 個扇區(qū)，每個扇區(qū)由 4 塊（塊 0、塊 塊 塊 3）組成，我們也將 16 個扇區(qū)的 64 個塊按絕對地址編號為 0~63，存貯結構如下圖 27 所示： 扇區(qū) 0 塊 0 數(shù)據(jù)塊 0 塊 1 數(shù)據(jù)塊 1 塊 2 數(shù)據(jù)塊 2 塊 3 密碼 A 存取控制 密碼 B 控制塊 3 扇區(qū) 1 塊 0 數(shù)據(jù)塊 4 塊 1 數(shù)據(jù)塊 5 塊 2 數(shù)據(jù)塊 6 塊 3 密碼 A 存取控制 密碼 B 控制塊 7 ∶ ∶ ∶ 扇區(qū)15 0 數(shù)據(jù)塊 60 1 數(shù)據(jù)塊 61 2 數(shù)據(jù)塊 62 3 密碼 A 存取控制 密碼 B 控制塊 63 圖 27 S50存貯結構圖 第 0 扇區(qū)的塊 0（即絕對地址 0 塊），它用于存放廠商代碼，已經固化，不可更改。每個扇區(qū)的塊 0、塊 塊 2 為數(shù)據(jù)塊，可用于存貯數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)塊可作兩種應用：用作一般的數(shù)據(jù)保存，可以進行讀、寫操作；用作數(shù)據(jù)值，可以進行初始化值、加值、減值、讀值操作。 每個扇區(qū)的塊 3 為控制塊，包括了密碼 A、存取控制、密碼 B。 具體結下 ： 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 9 密碼 A（ 6字節(jié)） 存取控制（ 4 字節(jié)） 密碼 B（ 6 字節(jié)） 每個扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨立的，可以根據(jù)實際需要設定各自的密碼及存取控制。存取控制為 4 個字節(jié)，共 32 位，扇區(qū)中的每個塊（包括數(shù)據(jù)塊和控制塊）的存取條件是由密碼和存取控制共同決定的，在存取控制中每個塊都有相應的三個控制位 ,定義如下 ： 塊 0： C10 C20 C30 塊 1： C11 C21 C31 塊 2： C12 C22 C32 塊 3： C13 C23 C33 三個控制位以正和反兩種形式存在于存取控制字節(jié)中，決定了該塊的訪問權限（如進行減值操作必須驗證 KEY A，進行加值操作必須驗證 KEY B，等等）。三個控制位在存取控制字節(jié)中的位置，以塊 0 為例： 對塊 0的控制如表 23： 表 23 塊 0控制表 Bit 7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié) 6 C20_b C10_b 字節(jié) 7 C10 C30_b 字節(jié) 8 C30 C20 字節(jié) 9 ( 注： C10_b 表示 C10 取反 ) 存取控制（ 4字節(jié)，其中字節(jié) 9為備用字節(jié)）結構如表 24 所示： 表 24 存取控制結構表 bit 7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié) 6 C23_b C22_b C21_b C20_b C13_b C12_b C11_b C10_b 字節(jié) 7 C13 C12 C11 C10 C33_b C32_b C31_b C30_b 字節(jié) 8 C33 C32 C31 C30 C23 C22 C21 C20 字節(jié) 9 ( 注： _b表示取反 ) 數(shù)據(jù)塊（塊 0、塊 塊 2）的存取控制如表 35： A0 A1 A2 A3 A4 A5 FF 07 80 69 B0 B1 B2 B3 B4 B5 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 10 表 25 數(shù)據(jù)塊存取控制表 （ KeyA|B 表示密碼 A或密碼 B， Never表示任何條件下不能實現(xiàn)） 例如： 當塊 0 的存取控制位 C10 C20 C30=1 0 0 時，驗證密碼 A 或密碼 B正確后可讀；驗證密碼 B 正確后可寫；不能進行加值、減值操作。 工作原理 卡片的電氣部分只由一個天線和 ASIC 組成。 天線：卡片的天線是只有幾組繞線的線圈，很適于封裝到 IS0 卡片中。 ASIC：卡片的 ASIC 由一個高速（ 106KB 波特率）的 RF 接口，一個控制單元和一個 8K 位 EEPROM 組成。 工作原理：讀寫器向 M1 卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內有一個 LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，在電磁波的激勵下， LC 諧振電 路產生共振，從而使電容內有了電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存，當所積累的電荷達到2V 時，此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。 M1 射頻卡與讀寫器的通訊 M1 射頻卡與讀寫器的通訊如圖 35。 復位應答（ Answer to request） M1 射頻卡的通訊協(xié)議和通訊波特率是定義好的，當有卡片進入讀寫器的操作范圍時，讀寫器以特定的協(xié)議與它通訊，從而確定該卡是否為 M1 射頻 控制位（ X=0..2） 訪 問 條 件 （對數(shù)據(jù)塊 0、 2） C1X C2X C3X Read Write Increment Decrement, transfer, Restore 0 0 0 KeyA|B KeyA|B KeyA|B KeyA|B 0 1 0 KeyA|B Never Never Never 1 0 0 KeyA|B KeyB Never Never 1 1 0 KeyA|B KeyB KeyB KeyA|B 0 0 1 KeyA|B Never Never KeyA|B 0 1 1 KeyB KeyB Never Never 1 0 1 KeyB Never Never Never 1 1 1 Never Never Never Never 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 11 卡，即驗證卡片的卡型。 防沖突機制 (Anticollision Loop) 當有多張卡進入讀寫器操作范圍時，防沖突機制會從其中選擇一張進行操作，未選中的則處于空閑模式等待下一次選卡，該過程會返回被選卡的序列號。 選擇卡片 (Select Tag) 選擇被選中的卡的序列號，并同時返回卡的容量代碼。 三次互相確認 (3 Pass Authentication) 選定要處理的卡片之后，讀寫器就確定要訪問的扇區(qū)號，并對該扇區(qū)密碼進行密碼校驗，在三次相互認證之后就可以通過加密流進行通訊。（在選擇另一扇區(qū)時， 則必須進行另一扇區(qū)密碼校驗。） 圖 28 M1 射頻卡與讀寫器的通訊 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 12 FM1702SL 使用的認證算法稱為三重認證。它基于密鑰長度為 48 比特的私有加密數(shù)據(jù)流。如欲獲取標準卡片的數(shù)據(jù)，有關相應密要的知識是必需的。為了能夠成功進行卡的認證以及后續(xù)對儲存于卡 EEPROM 中的數(shù)據(jù)進行操作，F(xiàn)M1702SL 必須能夠獲得正確的密鑰。當一張卡按照 ISO14443A 協(xié)議被選中后，用戶可以按照標準協(xié)議繼續(xù)操作。這種情況下，必須執(zhí)行卡片認證。這一過程在執(zhí)行 Authent1（ 0CH）和 Authent2（ 14H）指令時自動完 成。在卡認證的過程中，加密算法被初始化，在成功認證之后與卡的通訊處于加密狀態(tài)。 在認證指令執(zhí)行過程中， FM1702SL 從內部密鑰緩沖器中讀取密鑰。密鑰總是從密鑰緩沖器中獲取。因此認證指令無需指明密鑰存儲地址。當然，在認證指令開始之前，用戶必須保證在密鑰緩沖器中已經準備好了密鑰。 密鑰緩沖器可以通過一下方式加載：用 LoadKeyE2 指令從 E178。PROM 中加載；直接由外部處理器通過 LoadKey 指令從 FIFO 中加載。 三重加密算法被用于執(zhí)行標準認證。在密鑰緩沖器中必須儲存準確的密鑰以便能夠進行成功的認證操作。步驟 1：通過 LoadKeyE2 或者 LoadKey 加載密鑰到內部密鑰緩沖器；步驟 2：啟動 Authent1 指令，結束以后，檢查錯誤標志來判斷執(zhí)行結果；步驟 3：啟動 Authent2 指令，結束以后，檢查錯誤標志以及FM1702 中 Crypto1On 標志來判斷執(zhí)行結果。 顯示模塊 顯示模塊概述 顯示模塊由 12864 液晶顯示器組成，與主控制電路連接接口圖如圖 29。 圖 29 12864與單片機連接圖 12864 簡介 12864 是一種圖形點陣液晶顯示器 , 引腳功能如表 26 它主要由行 驅動器 /列驅動器及 12864 全點陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示 84 個華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 13 (1616 點陣 )漢字。 表 26 12864管腳功能表 管腳號 管腳名稱 LEVER 管腳功能描述 1 VSS 0 電源地 2 VDD + 電源電壓 3 V0 液晶顯示器驅動電壓 4 D/I(RS) H/L D/I=“H”，表示 DB7∽ DB0 為顯示數(shù)據(jù) D/I=“L”，表示 DB7∽ DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“H”， E=“H”數(shù)據(jù)被讀到 DB7∽ DB0 R/W=“L”， E=“