【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1702 芯片有以下特點(diǎn)：高集成度的模擬電路，只需最少量的外圍線(xiàn)路；操作距離可達(dá) 10cm；支持 ISO14443 協(xié)議；內(nèi)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(gè)可編程計(jì)時(shí)器；一個(gè)中斷處理器；一個(gè)串行輸出輸入口；啟動(dòng)配置可編程數(shù)字，模擬和發(fā)射模塊都有獨(dú)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(hào) 引腳名稱(chēng) 類(lèi)型 引腳功能 1 OSCIN I 晶振輸入： fosc = 2 IRQ O 中斷請(qǐng)求：輸出中斷源請(qǐng)求信號(hào) 3 MFIN I 串行輸入：接收滿(mǎn)足 ISO14443A協(xié)議的數(shù)字串行信號(hào) 4 TX1 O 發(fā)射口 1：輸出經(jīng)過(guò)調(diào)制的 信號(hào) 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(jīng)過(guò)調(diào)制的 信號(hào) 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(shí)鐘（ SCK）： SPI 接口下時(shí)鐘信號(hào) 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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(cè)試信號(hào)輸出：輸出模擬測(cè)試信號(hào)，測(cè) 試信號(hào)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(xiàn)耦合過(guò)來(lái)的 22 VMID PWR 內(nèi)部參考電壓：輸出內(nèi)部參考電壓 23 RSTPD I 復(fù)位及掉電信號(hào)：高電平時(shí)復(fù)位內(nèi)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(shí)鐘需由 master 提供。時(shí)序圖如圖 26。 SPI 時(shí)序如表 22。 表 22 時(shí)序表 圖 26 SPI時(shí)序圖 符號(hào) 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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 Mifare1 S50 非接觸 IC 卡 介紹 主要指標(biāo) 容量為 8K 位（ bits） =1K 字節(jié)（ bytes） EEPROM；分為 16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為 4 塊，每塊 16 個(gè)字節(jié) ,以塊為存取單位；每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪(fǎng)問(wèn)控制；每張卡有唯一序列號(hào)，為 32 位；具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作；無(wú)電源，自帶天線(xiàn)，內(nèi)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(xiě) 10 萬(wàn)次，讀無(wú)限次；工作溫度： 20℃ ~50℃ (濕度為 90%)；工作頻率：；通信速率： 106 KBPS；讀寫(xiě)距離： 10 cm以?xún)?nèi)（與讀寫(xiě)器有關(guān)） 。 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) M1 卡分為 16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由 4 塊（塊 0、塊 塊 塊 3）組成，我們也將 16 個(gè)扇區(qū)的 64 個(gè)塊按絕對(duì)地址編號(hào)為 0~63，存貯結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖 第 0 扇區(qū)的塊 0（即絕對(duì)地址 0 塊），它用于存放廠商代碼，已經(jīng)固化，不可更改。每個(gè)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(yīng)用：用作一般的數(shù)據(jù)保存，可以進(jìn)行讀、寫(xiě)操作；用作數(shù)據(jù)值，可以進(jìn)行初始化值、加值、減值、讀值操作。 每個(gè)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(jié)下 ： 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(gè)扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨(dú)立的，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。存取控制為 4 個(gè)字節(jié)，共 32 位，扇區(qū)中的每個(gè)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(gè)塊都有相應(yīng)的三個(gè)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(gè)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(fǎng)問(wèn)權(quán)限（如進(jìn)行減值操作必須驗(yàn)證 KEY A，進(jìn)行加值操作必須驗(yàn)證 KEY B，等等）。三個(gè)控制位在存取控制字節(jié)中的位置，以塊 0 為例： 對(duì)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(jié)構(gòu)如表 24 所示： 表 24 存取控制結(jié)構(gòu)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)現(xiàn)） 例如： 當(dāng)塊 0 的存取控制位 C10 C20 C30=1 0 0 時(shí)，驗(yàn)證密碼 A 或密碼 B正確后可讀；驗(yàn)證密碼 B 正確后可寫(xiě)；不能進(jìn)行加值、減值操作。 工作原理 卡片的電氣部分只由一個(gè)天線(xiàn)和 ASIC 組成。 天線(xiàn)：卡片的天線(xiàn)是只有幾組繞線(xiàn)的線(xiàn)圈，很適于封裝到 IS0 卡片中。 ASIC：卡片的 ASIC 由一個(gè)高速（ 106KB 波特率）的 RF 接口，一個(gè)控制單元和一個(gè) 8K 位 EEPROM 組成。 工作原理：讀寫(xiě)器向 M1 卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個(gè) LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同，在電磁波的激勵(lì)下， LC 諧振電 路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V 時(shí)，此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。 M1 射頻卡與讀寫(xiě)器的通訊 M1 射頻卡與讀寫(xiě)器的通訊如圖 35。 復(fù)位應(yīng)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(dāng)有卡片進(jìn)入讀寫(xiě)器的操作范圍時(shí)，讀寫(xiě)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(fǎng) 問(wèn) 條 件 （對(duì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 卡，即驗(yàn)證卡片的卡型。 防沖突機(jī)制 (Anticollision Loop) 當(dāng)有多張卡進(jìn)入讀寫(xiě)器操作范圍時(shí)，防沖突機(jī)制會(huì)從其中選擇一張進(jìn)行操作，未選中的則處于空閑模式等待下一次選卡，該過(guò)程會(huì)返回被選卡的序列號(hào)。 選擇卡片 (Select Tag) 選擇被選中的卡的序列號(hào)，并同時(shí)返回卡的容量代碼。 三次互相確認(rèn) (3 Pass Authentication) 選定要處理的卡片之后，讀寫(xiě)器就確定要訪(fǎng)問(wèn)的扇區(qū)號(hào)，并對(duì)該扇區(qū)密碼進(jìn)行密碼校驗(yàn)，在三次相互認(rèn)證之后就可以通過(guò)加密流進(jìn)行通訊。（在選擇另一扇區(qū)時(shí)， 則必須進(jìn)行另一扇區(qū)密碼校驗(yàn)。） 圖 28 M1 射頻卡與讀寫(xiě)器的通訊 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 FM1702SL 使用的認(rèn)證算法稱(chēng)為三重認(rèn)證。它基于密鑰長(zhǎng)度為 48 比特的私有加密數(shù)據(jù)流。如欲獲取標(biāo)準(zhǔn)卡片的數(shù)據(jù)，有關(guān)相應(yīng)密要的知識(shí)是必需的。為了能夠成功進(jìn)行卡的認(rèn)證以及后續(xù)對(duì)儲(chǔ)存于卡 EEPROM 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，F(xiàn)M1702SL 必須能夠獲得正確的密鑰。當(dāng)一張卡按照 ISO14443A 協(xié)議被選中后，用戶(hù)可以按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議繼續(xù)操作。這種情況下，必須執(zhí)行卡片認(rèn)證。這一過(guò)程在執(zhí)行 Authent1（ 0CH）和 Authent2（ 14H）指令時(shí)自動(dòng)完 成。在卡認(rèn)證的過(guò)程中，加密算法被初始化，在成功認(rèn)證之后與卡的通訊處于加密狀態(tài)。 在認(rèn)證指令執(zhí)行過(guò)程中， FM1702SL 從內(nèi)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(rèn)證指令無(wú)需指明密鑰存儲(chǔ)地址。當(dāng)然，在認(rèn)證指令開(kāi)始之前，用戶(hù)必須保證在密鑰緩沖器中已經(jīng)準(zhǔn)備好了密鑰。 密鑰緩沖器可以通過(guò)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(guò) LoadKey 指令從 FIFO 中加載。 三重加密算法被用于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。在密鑰緩沖器中必須儲(chǔ)存準(zhǔn)確的密鑰以便能夠進(jìn)行成功的認(rèn)證操作。步驟 1：通過(guò) LoadKeyE2 或者 LoadKey 加載密鑰到內(nèi)部密鑰緩沖器；步驟 2：?jiǎn)?dòng) Authent1 指令，結(jié)束以后，檢查錯(cuò)誤標(biāo)志來(lái)判斷執(zhí)行結(jié)果；步驟 3：?jiǎn)?dòng) Authent2 指令，結(jié)束以后，檢查錯(cuò)誤標(biāo)志以及FM1702 中 Crypto1On 標(biāo)志來(lái)判斷執(zhí)行結(jié)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(jī)連接圖 12864 簡(jiǎn)介 12864 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器 , 引腳功能如表 26 它主要由行 驅(qū)動(dòng)器 /列驅(qū)動(dòng)器及 12864 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示 84 個(gè)華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 (1616 點(diǎn)陣 )漢字。 表 26 12864管腳功能表 管腳號(hào) 管腳名稱(chēng) 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(qū)動(dòng)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=“