【正文】 西安電子科技大學(xué)出版社， 1988 【 9】 張力 .MF RC500 中文資料 .(DB/OL).. . , 【 10】 賴麒文 .8051 單片機 C語言開發(fā)環(huán)境與務(wù)實 .北京：科學(xué)出版社 . 【 11】 Klaus （ RFID）技術(shù)（第二版） .北京：電子工業(yè)出版社 【 12】宋戈 .51單片機應(yīng)用開發(fā)范例大全 .北京：人民郵電出版社， 【 13】 王先彪 .基于 ARM技術(shù)一卡通消費系統(tǒng)設(shè)計 [D].湖北 .黃石理工學(xué)院 .2021 【 14】 楊長春 .Delphi 程序設(shè)計教程（第二版） .北京：清華大學(xué)出版社， 附錄 A 實物圖 1 實物圖 2： 29 附錄 B 串口通信使用的命令碼。 非接觸式 IC卡是隨著接觸式 IC卡在世界范圍的廣泛應(yīng)用而發(fā)展起來的新型智能卡，它除具有一般 IC 卡的安全防偽、高容量和高可靠性等特點外，還具有無需插拔卡就可操作的特點，避免了由于機械觸點不良導(dǎo)致的各種故障，因而操作可靠，壽命長 (讀寫次數(shù)高達 10 萬次以上 )，而且速率非常高，平均讀寫時間小于 O． 3s，使得操作迅速且準確。本文的研究在整個射頻識別領(lǐng)域中只是很小的一部分，但是我相信在眾多的研究開發(fā)人員共同努力下，必將推動射頻識別技術(shù)在我國的應(yīng)用和進一步的發(fā)展。 5 總結(jié)與 改進 本論文對非接觸式 IC 卡在門禁和電子錢包的應(yīng)用方面做出了較為詳細的闡述，主要介紹了無線射頻技術(shù)的基本工作原理、射頻卡的讀寫機制、串口 通信的實現(xiàn)步驟等，既給出了系統(tǒng)硬件電路的原理設(shè)計圖，又給出了部分軟件代碼，使得本論文更具參考價值。數(shù)碼管顯示“ 27”，說明卡號讀取正確。數(shù)碼管顯示“ 222222”，說明密碼下載成功。255 OLD LCALL NEWBUF LLL0: LCALL DISP LCALL DISP DJNZ R7,LLL0 LCALL MUSIC SETB SETB RET 本設(shè)計的操作步驟如下： (1) 將閱讀器與微控制器（單片機）通過串口相連接，給系統(tǒng)上電 ， 上電初始化，數(shù)碼管顯示“ HELLO8.”，蜂鳴器發(fā)出響聲，說明初始化成功。將結(jié)果送顯示 LCALL HBCD 25 MOV 3CH,R3 。讀扇區(qū) 1 LCALL SEND MOV A,04H LCALL SEND JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,01H,L5 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,00H,L5 LCALL DISP3 K0: MOV A,02H 。密碼下載 MOV DPTR,TAB1 MOV R3,0 MM1: MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR LCALL SEND INC R3 DJNZ R7,MM1 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,01H,MM JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,00H,MM LLL3: LCALL DISP3 DJNZ R7,LLL3 AJMP L2 L2: MOV A,02H 。開啟接收中斷后，判斷接收到得數(shù)據(jù)是否正確，正確就繼續(xù)執(zhí)行，否則返回到 L1 重新接收 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,00H,L1 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,04H,L1 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,00H,L1 MOVR7,0FFH 。? LLL1: LCALL DISP1 DJNZ R7,LLL1 LCALL BEEP 。定時器初值 MOV TH1,0FA。 RETI。 RETI ORG 000BH。 SPEAKER=0。 SPEAKER=0。 IT0 = 1。 ET0=0。 TR1=TRUE。 TMOD=0x21。 ET2 = 0。 } else { cmd_execution()。 TH1=baud。 //contact RevBuffer[1]=0。 break。 break。 break。 break。 SPEAKER=1。 if(RevBuffer[0]==11) //為了加快響應(yīng)速度 測試蜂鳴器 { RevBuffer[2]=RevBuffer[1]。 ⑵ MFRC500 管腳描述 圖 MFRC500 的 SO32 管腳配置 數(shù)據(jù)總線 控制總線 地址總線 帶 64 字節(jié) FIFO緩沖的微控制器接口 安全密鑰存儲器 狀態(tài)和控制單元 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理單元、 CRC 校驗等 模擬單元包括：位信息號的調(diào)制和解調(diào) Mifare 17 管腳類型： I：輸入 O：輸出 PWR：電源 ⑶ MFRC500 與單片機電路連接圖 圖 MFRC500 電路連接 圖 19 4 非接觸式 IC 智能卡應(yīng)用的軟件設(shè)計 非接觸式智能卡 應(yīng)用的軟件設(shè)計分為兩部分： MFRC500 底層驅(qū)動程序和單片機控制讀卡程序。模擬電路包含了一個具有非常低阻抗橋驅(qū)動器輸出的發(fā)送部分。它支持的幀包括 CRC 和奇偶校驗。它包含一個易用的雙向 FIFO 緩沖區(qū)和一個可配置的中斷輸出。數(shù)字部分處理IS014443A 幀和錯誤檢測 (奇偶和 CRC)。 MFRC500 是應(yīng)用于 13． 56MHz 非接觸式通信中高集成讀卡 Ic 系列中的一員。 蜂鳴器驅(qū)動電路如圖 所示： 圖 蜂鳴器驅(qū)動電路 IC 卡讀卡器射頻模塊接口電路設(shè)計 讀寫模塊中的關(guān)鍵部件是 MFRC500。他們的電容值的大小嚴重影響讀卡器的性能，也就是影響讀卡器的讀寫距離。表 3． 1 給出了卡和天線的耦合系數(shù)為 0t3 時的天線大小和讀寫距離關(guān)系： 表 天線大小與讀寫距離關(guān)系表 [8] 50╳ 50 7 65╳ 54 10 85╳ 54 12 85╳ 85 8 90╳ 90 5 本設(shè)計中的讀卡器的天線采用 65mm╳ 54mm，圈數(shù)為方形天線。而且由于受到卡形狀的限制，卡中不可能封裝很大的天線，使得接收的能量較小，從而決定了讀卡器天線讀寫距離很短，一般在 100mm 以內(nèi)。 品質(zhì)因數(shù) Q 和諧振頻率是電感藕合式射頻識別系統(tǒng)讀卡器天線的特征值，由于品質(zhì)因數(shù) Q 會影響天線讀寫距離，所以是天線設(shè)計中的一個重要參數(shù)，它可以通過電感線圈的電抗與電阻 的比值計算出來 較高的品質(zhì)因數(shù)，會得到較高的讀卡器天線電壓，其中可增加應(yīng)答器即 IC 卡的能量傳輸。 在本設(shè)計中硬件上采用 3 線制 (RXD、 TXD、 GND)軟握手的零 MoDEM 方式，即將 PC 機和單 片機的發(fā)送數(shù)據(jù)線 (TXD)與接收數(shù)據(jù) (RXD)交叉連接，二者的地線(GND)直接相連，而其它信號線如握手信號線均不用，而采用軟件握手，這樣即可以實現(xiàn)預(yù)定的任務(wù)又可以簡化電路設(shè)計，節(jié)約了成本。 MAX232是 MAXIM 公司生產(chǎn)的專用串行接口芯片，包括 2 路接收器和驅(qū)動器，我們只用其中一路收發(fā)器。掉電方式保存 RAM 的內(nèi)容，但振蕩器停工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 ⑴ AT89C51 的功能特性描述 [6] AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4kbytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 128bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS． 5l 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位央處理器 (CPU)和 Flash 存儲單元。就本系統(tǒng)而言，還要考慮到系統(tǒng)的通信速度和通信方法 (包括與 PC 機通信以及與射頻模塊通信 )，存儲器空間的大小。 信源 加密編輯器 解密譯碼器 接收者 密碼分析者 密鑰源 密文 明文 明文 加密密鑰 公開 信道 秘密 信道 解密密鑰 11 3 非接觸式 IC 卡讀卡器的硬件設(shè)計 IC 卡讀卡器 整體模塊 非接觸式 IC 卡讀卡器硬件電路包括以下幾個部分：微控制器、 Mifare 讀卡芯片、天線匹配電路、天線、 RS232 通信電路和蜂鳴器驅(qū)動電路等 ?？梢?，數(shù)據(jù)的加密和解密的過程實際上就是通過一定的算法將信息加以偽裝和解除偽裝的過程。有效性是指 Ic 卡和讀寫設(shè)備能區(qū)別當前有效合法的信息與前次有效的信息；對于有效性的保證一般是在通信信息內(nèi)添加加密后的時間段信息。 通訊安全和保密通信安全與保密是為了達到 IC 卡與讀寫設(shè)備進行信息交換過程中的有效與合法。 自動識別技術(shù)包括： (1)條碼技術(shù)； (2)光學(xué)字符識別； (3)磁條 (卡 )技術(shù)； (4)IC 卡識別技術(shù) (5)聲音識別技術(shù) (6)視覺識別 (7)射頻識別技術(shù) (RFID)： 射頻識別技術(shù)（ Radio FrequencyIdentification，縮寫 RFID）是 20 世紀 90 年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合 (交變磁場或電磁場 )實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。 自動識別技術(shù)近幾十年來在全球范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，初步形成了一個包括條碼技術(shù)、磁條磁卡技術(shù)、 Ic 卡技術(shù)、光學(xué)字符識別技術(shù)、射頻技術(shù)、聲音識別及視覺識別等集計算機、光、磁：物理、機電、通信技術(shù)為體的高赫技術(shù)學(xué)科。為了確保讀卡器和 Ic 卡之間通信的完整、可靠和快速，主要采取了9 以下技術(shù)，一是采 用射頻識別技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)以確保通信時數(shù)據(jù)的可靠和完整性；二是采用 IC 卡技術(shù)和快速防沖突機制，防止通信時卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，以提高應(yīng)用的并行性。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；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(shè)定各自的密碼及存取控制。認證過程中的任何一環(huán)出現(xiàn)差錯，整個認證將告失敗。 C 環(huán)： Mifare0ne 卡片收到 TOKENAB 后，對 ToKENAB 的加密的部分進行解密，并校驗第一次由 (A)環(huán)中 Mifare0ne 卡片發(fā)出去的隨機數(shù) RB 是否與（ B)環(huán)中接收到的 TOKENAB 中的 RB 相一致； D 環(huán) :如果 (C)環(huán)校驗是正確的，則 MifareOne 卡片向讀寫器發(fā)送令牌 TOKENBA 給讀寫器； E 環(huán)：讀寫器收到令牌 TOKENBA 后，讀寫器將對令牌 TOKENBA 中的 RB(隨機數(shù) )進行解密；并校驗第一次由 (B)環(huán)中讀寫器 發(fā)出去的隨機數(shù) RA 是否與 (D)環(huán)中接收到的 ToKENBA 中的 RA 相一致； 如果上述的每一個環(huán)都為“真”，都能正確通過驗證，則整個的認證過程將成功。RAM 中的數(shù)據(jù)在卡片失掉電源后 (卡片離開讀卡器天線的有效工作范圍內(nèi) )將被清除。整個卡片可以設(shè)計成“一卡通”形式來應(yīng)用。當讀卡器收到信息后，就可以對卡片進行深一步的操作了。 被選中的卡片將直接與讀卡器進行數(shù)據(jù)交換，未被選擇的卡片處于等待狀態(tài)，隨時準備與讀卡器進行通信。如果不進行第一步的 ATR 工作，讀 卡器對卡片的其他操作 (讀、寫等操作 )將不會進行。 EEPROM 中的數(shù)據(jù)在卡片失掉電源后 (卡片離開讀卡器天線的有效工作范圍內(nèi) )仍將被保持。同時，由于讀卡器可以置于障礙物 的后面而不影響它與卡的通訊，可以防止在接觸式 IC 卡的使用中對讀卡器進行惡意破壞現(xiàn)象的出現(xiàn) . 5 ④ 高安全性：非接觸式 Ic 卡的序列號是唯一的，制造商在產(chǎn)品出廠前將此序列號固化于卡內(nèi)芯片中，不可再更改，使用時非接觸式 IC 卡與讀卡器要進行三次相互認證，而且通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都加密，卡內(nèi)各個扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問條件。同時，由于卡與讀卡器進行通訊時的載波頻率較高，卡