电子教材-一种基于mifare卡的射频读写器的设计与实现

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1、一种基于Mifare卡的射频读写器的设计与实现TheDesignandImplementofMifareRFReader曾统一靳斌ZengTong-yiJinBin摘要：非接触式IC卡技术，成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来。其中非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡技术应用的关键之一。文中介绍的非接触式IC卡读卡器是以射频识别技术为基础。以MIFARE卡作为非接触式IC卡读卡器识别对象。根据ISO1443A协议，采用非接触式IC卡读写芯片（Philips）MFRC500和AT89C52单片机来设计

2、，简要介绍了非接触式IC卡内部结构和工作原理，读写器芯片MFRC500的主要特性和内部结构，详细阐述了非接触式IC卡读卡器硬件电路和软件开发，该读卡器性能稳定，功耗低，抗干扰能力强，读写距离可达100mm。关键字：射频识别，读写器，MFRC500，Mifare卡Abstract：TheTechnologyofcontact-lessICcardisatechnologythatcombinestheradiofrequencyidentificationwiththeICcardtechnology.C

3、ontact-lessICcardreaderisoneofthekeyapplicationofICcard.BasedontechnologyofradiofrequencyidentificationandISO14443Aprotocol,amethodusedtodesigncontact-lessICcardreaderpresentedbyusingthechipof(Philips)MFRC500andAT89C52singlechipmicroprocessorandbytakingt

4、heMIFAREcardastheobjectofidentification.Theinternalstructureofcontact-lessICcardanditsoperationalprincipalandthekeycharacterandtheinternalinstructureofMFRC500chipwasintroducedbriefly.Thedesignsofhardwareandsoftwareweredescribedindetail.Thereaderhasmanygo

5、odfeature,suchasreliability,lowpowerconsumptionandhighperformanceofanti-interference.Itsoperationdistancecanreachabout100mm.Keywords：RFID，Reader，MFRC500，MifareCard1．引言“RFID”技术就是所谓无线射频识别，是近年来迅速发展并得到广泛应用的热门技术领域之一。同时无线射频Mifare卡已经广泛应用于公共交通终端、手持终端、板上单元、非接触式PC

6、终端等各个非接触式通信场合。非接触式智能卡读写系统是射频技术中的一个重要组成部分，这种射频读写系统的实现原理如下：由读写器向Mifare卡，也就是射频卡发射特定频率的无线电磁波。当射频卡靠近读写器时，受读写器发射的电磁波的电磁波激励，卡片内的LC谐振电路产生共振并且接受电磁波能量。当射频卡接受到足够的能量时，就将卡内存储的识别资料以及其他数据以无线电电波的方式传输到读写器并且接受读写器对卡内数据的进一步操作，同时读写器的反冲突算法可以实现对多张卡进行同时操作。本文提出了一种基于MFRC500的Mifar

7、e卡读写器设计方案，采用AT89C52对MFRC500的控制，实现对Mifare卡的读写操作。本系统具有体积小巧，功耗低，通信可靠稳定等特点，下面将对系统各个部分进行详细的说明。2．非接触式Mifare卡内部结构和工作原理Mifare卡的电气部分只由一个天线和ASIC（特殊应用IC）组成。卡片内无任何电源，仅有一个LC串联谐振电路，其频率与IC卡读卡器发射的频率相同，为13.56MHz。工作时的电源能量由IC卡读卡器天线发送无线电载波信号耦合到卡片上的天线而产生电压，当电压达1到2V时，卡片中的芯片将卡

8、内数据发送出去，实现读卡器对卡片的操作。Mifare卡内的存储器结构，以Mifare1S50为例，每张卡都有唯一的32位序列号，内部的EEPROM有1K字节，分为16个区，每个区有4段，每段有16个字节。每个扇区都有两套独立的密匙，都需要通过该区的密匙验证以后才能对该区的数据进行读写，所以具有很强的保密性；同时该卡具有防冲突机制，可支持多卡同时操作。3．读卡器的硬件电路设计非接触式IC卡读卡器的硬件电路主要包括：微处理器AT89C52、射频