非接触式IC智能(射频)卡及其读写设备内核技术研究报告与应用开发

1、ICICIC接触式IC智能（射频 卡及其读写设备内核技术的研究与应用开发、八刖言当今的信息技术又到了一个关键的十字路口。单独的PC甚至局域网的时代已为“全球化网络”时代所代替。互联网 INTERNET的产生和今天的飞速发展和广泛渗透就是典范。IC集成电路）智能卡正在并已经融入当今信息技术的主流。她以其高度的信息集 成，高度的安全性，正日渐其辉煌和灿烂。随着金融行业的不断发展，社会经济的日新月异，特别是公共交通行业，无线通信领 域，卫生保健行业，封闭式场所管理，身份识别，电话通信，大楼保安系统等等，人们已 愈来愈多地开始接受和使用IC智能卡。特别是银行服务系统，IC智能卡替代古老的磁卡而服务于大

2、众已日渐成熟。并且“一卡通”，一卡多用，给我们的生活质量带来了很大的 提高。IC智能卡自动电表抄表系统，煤气/自来水抄表系统，公交 /地铁自动售票/检票系统，移动通信手机中IC智能SIM卡等等，IC智能卡已愈来愈贴近我们的生活，成为我们 生活的一步分。“刷卡”已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。近几年来，随着IC智能卡中的接触式 CPU卡以及非接触式IC智能射频卡 内建MCU， ASIC等）的高度安全保密性，使之在 IC智能卡领域中异军突起，成为当今 IC智能卡中的 流行宠物，应用前景十分广阔。国外对IC卡的研究和应用较早，特别是在美国，欧洲国家等。IC卡遍布社会各个方方面面。就象在美国，国

3、民消费总额的20%30%是由“刷卡”消费完成的，由此可见IC智能卡流行和使用的程度。尽管国外对IC卡已有多年的研究，但真正在IC智能卡中特别是 CPU卡类，非接触式智能射频卡 内建MCU，ASIC等）方面的研究也仅有 12年的成熟期。因为他们也看到 了 CPU卡，特别是非接触式IC智能射频卡 内建MCU，ASIC等）代表了整个“刷卡”领 域的发展方向，前景光明。我国对IC卡行业的发展始于 1993年左右，当时的中央领导特别是江泽民同志高度重视 卡行业，高瞻远瞩，指示要发展我国自己的IC卡事业，建立“金卡工程”。虽然至今也只有短短的6年左右时间，但已取得了不小的成就。已研制成功我国自主版权的较大

4、容量的 存储卡，逻辑加密卡等，但是对于尖端的CPU卡及非接触式IC智能射频卡 内建MCUASIC等）的制卡技术及其相应的读 /写卡设备技术，仍处于落后状态。这极大地制约了P HILI PS 公司欧洲一些较大例如法国的CMOS卡行业的发展，特别是在要求有极高安全性和保密性的金融行业中，制约了我国金卡工程 的实施和发展。为了加快IC卡行业的发展，特别是尖端的CPU卡及非接触式IC智能射频卡 内建MCU，ASIC等）的推广应用，让IC卡行业及其他行业的同行尽快掌握CPU卡及非接触式IC智能射频卡 内建MCU，ASIC等）的核心技术及其读写设备的软硬件技术及应用设计，跟 上国外的IC卡研究和应用步伐，

5、甚至走在其前面，在上海华东计算机研究所，上海计算机 协会等领导同志的关怀下，在上海华东磁记录设备电子公司吴文总经理的直接支持下，经 过一段时间全身心投入的研发之后，笔者已基本上比较全面地掌握了PHILIPS公司的非接触式IC智能射频卡 内建MCU，ASIC等）MIFARE 1卡S50系列）及其卡片读写设备核 心模块MCMMifare Core Module ）的软硬件技术。使我们发展，应用，甚至超越P HILI PS公司的非接触式IC智能射频卡 内建MCU，ASIC等）技术及其读写设备技术成为可能。当今世界上非接触式IC智能射频卡 内建MCU，ASIC等）中的主流主要为 的MIFARE技术，已

6、经被制定为国际标准：ISO/IECISO/IEC 1444314443 TYPETYPE A A标准。的IC卡片制造商以及IC卡片读写器制造商以及IC卡片软件设计公司等GEMPLUS公司）大都以 MIFARE技术为标准，而发展和推进IC卡行业。通过阅读本文，相信有一定IC卡经验，技术及具有一定的计算机软/硬件技术 尤其是微处理单片机 MCU技术）的同行定能将本文消化之后而能设计出诸多应用场合的产品，例 如，门禁控制系统 Door Access System），高速公路不停车收费系统，停车场收费管理系 统，地铁非接触式 IC智能射频卡的“刷卡”读写器，机关/企业内部考勤管理系统，医疗保险管理系统

7、，公共交通收费管理系统，出租车收费管理系统，银行服务“一卡通”等 等。第一章 MifareMifare 1 1非接触式ICIC智能（射频 卡.MifareMifare 1 1非接触式ICIC智能射频卡特点Mifare 1 IC 智能（射频 卡的核心是 Philips 公司的 Mifare 1 IC S50-01 ，-02，-03，-04） 系列微模块 微晶片）。它确定了卡片的特性以及卡片读写器的诸多性能。Mifare 1 IC智能（射频 卡采用先进的芯片制造工艺制作。内建有高速的 EEPROM，MCU等。卡片上除了 IC微晶片及一副高效率天线外，无任何其他元件。卡片上无源 无任何电池），工作时

8、的电源能量由卡片读写器天线发送无线电载波信号耦合 到卡片上天线而产生电能，一般可达2V以上，供卡片上IC工作。工作频率13.56MHZ 。MifareMifare 1 1射频卡所具有的独特的MIFAREMIFARE RFRF射频）非接触式接口标准已被制定为国际标准：ISO/IECISO/IEC 1444314443 TYPETYPE A A 标准。射频卡标准操作距离为100mm由MCM500作为读写器核心模块）和 25 mm由MCM200作为读写器核心模块）。与卡片读写器的通信速率高达106Kbit/s。MIFARE 卡片。2个扇区的写操作 方波lRcklRckATRATRControlCon

9、trol & & Arithm.Arithm. UnUn ititModu./DeModu调制/解调AntiCollisionAntiCollisionMifare 1 IC智能（射频 卡上具有先进的数据通信加密并双向验证密码系统；且具有防 重叠功能：能在同一时间处理重叠在卡片读写器天线的有效工作距离内的多张重叠的卡片。Mifare 1 IC智能（射频卡与读写器通信使用握手式半双工通信协议；卡片上有高速的 CRC协处理器，符合CCITT标准。卡片制造时具有唯一的卡片系列号，没有重复的相同的两张卡片上内建8K 包括卡片的认证，6个扇区的读768bit,2个扇区的认证）10万次以上；数据保存期可达

10、10年以上，且卡片抗静电保护能力如图所示为MIFARE 1 S50非接触式IC智能射频卡的功能组成图。MIFAREMIFARE 1 1 S50S50 CARDCARD ICICSelectSelect AppApp licationlication（P复位Cryp to Unit整个卡片包含了两个部分，RF射频接口电路和数字电路部分。 一） . . RFRF射频接口电路在RF射频接口电路中，主要包括有 波形转换模块。它可将卡片读写器上的13.56MHZ的无线电调制频率接收，一方面送调制/ /解调模块，另一方面进行波形转换，将正弦波转换 为方波，然后对其整流滤波，由 电压调节模块 对电压进行进一

11、步的处理，包括稳压等，最 终输出供给卡片上的各电路。007e0a42h。PORPOR模块主要是对卡片上的各个电路进行P0WER-ON-RESET上电复位），使各电路同步启动工作。二）。在数字电路部分模块中：1.ATRATR 模块：AnswerAnswer toto RequestRequest（请求之应答“ 当一张 Mifare 1卡片处在卡片读写器的天线的工作范围之内时，程序员控制读写器向卡片发出 REQUEST all（或REQUEST std命令后，卡片的 ATR将启动，将卡片 Block 0中 的卡片类型vTagType）号共2个字节传送给读写器，建立卡片与读写器的第一步通信联 络。如

12、果不进行第一步的ATR工作，读写器对卡片的其他操作Read/Write等）将不会进行。卡片的类型TagType）号共2个字节，可能为：0004H2 2. AntiCollisionAntiCollision模块：防止 卡片）重叠功能如果有多张 Mifare 1卡片处在卡片读写器的天线的工作范围之内时，An tiCollision模块的防重叠功能将被启动工作。在程序员控制下的卡片读写器将会首先与每一张卡片进行 通信，取得每一张卡片的系列号。由于Mifare 1卡片每一张都具有其唯一的系列号，决不会相同，因此卡片读写器根据卡片的序列号来识别，区分已选的卡片，卡片读写器中的 MCM中的AntiCol

13、lision 防重叠功能配合卡片上的防重叠功能模块，由程序员来控制读写 器，根据卡片的序列号来选定一张卡片。被选中的卡片将直接与读写器进行数据交换，未 被选择的卡片处于等待状态，随时准备与卡片读写器进行通信。AntiCollision模块 防重叠功能）启动工作时，卡片读写器将得到卡片的序列号SerialNumber。序列号Serial Number存储在卡片的 Block 0中，共有5个字节，实际有用的为4个字节，另一个字节为序列号Serial Number的校验字节，这在以后章节中详细论述，包括对序列号 Serial Number的校验方法等。序列号Serial Number中实际有用的4个

14、字节，可能为：3.3.SelectSelect ApplicationApplication模块：主要用于卡片的选择。当卡片与读写器完成了上述的二个步骤，程序员控制的读写器要想对卡片进行读写操 作，必须对卡片进行“ Select ”操作。以使卡片真正地被选中。被选中的卡片将卡片上存储在Block 0中的卡片的容量“ Size”字节传送给读写器。当读写器收到这一字节后，将明确可以对卡片进行深一步的操作了。例如，可以进行密码验证等 等。读写器收到的“ Size ”字节可能为：88h4.4.AuthenticationAuthentication & & AccessAccess ControlCo

15、ntrol模块：认证及存取控制模块在确认了上述的三个步骤，确认已经选择了一张卡片时，程序员对卡片进行读写操作 之前，必须对卡片上已经设置的密码进行认证，如果匹配，则允许进一步的Read/Write操作。Mifare 1卡片上有16个扇区，每个扇区都可分别设置各自的密码，互不干涉。因此每 个扇区可独立地应用于一个应用场合。整个卡片可以设计成“一卡通”形式来应用。三遍认证：如图所示为三遍认证的令牌原理框图。A(C认证过程是这样进行的：A）环：由Mifare 1卡片向读写器发送一个随机数据RB ;B）环：由读写器收到 RB后向Mifare 1卡片发送一个令牌数据 TOKEN AB，其中包 含了读写器

16、发出的一个随机数据RA ；C）环：Mifare 1卡片收到 TOKEN AB后，对TOKEN AB的加密的部分进行解密， 并校验第一次由A ）环中Mifare 1卡片发出去的随机数 RB是否与B） 环中接收到的 TOKEN AB中的RB相一致；D）环：如果C）环校验是正确的，贝U Mifare 1卡片向读写器发送令牌 TOKEN BA给读写器；E）环：读写器收到令牌 TOKEN BA后，读写器将对令牌 TOKEN BA中的RB随机 数）进行解密；并校验第一次由B）环中读写器发出去的随机数RA是否与D）环中接收到的 TOKEN BA中的RA相一致；如果上述的每一个环都为“真”，都能正确通过验证，

17、则整个的认证过程将成功。读写器将 能对刚刚认证通过的卡片上的这个扇区可以进入下一步的操作READ/WRITE等操作）。卡片中的其他扇区由于有其各自的密码，因此不能对其进行进一步的操作。如想对其他扇区 进行操作，必须完成上述的认证过程。认证过程中的任何一环出现差错，整个认证将告失败。必须从新开始。 如果事先不知卡片上的密码，则由于密码的变化可以极其复杂，因此靠猜测密码而想打开卡 片上的一个扇区的可能性几乎为零。这里提醒一下程序员和卡片的使用者，必须牢记卡片中的16个扇区的每一个密码，否则，遗忘某一扇区的密码，将使该扇区中的数据不能读写。没有任何办法可以挽救这种低级错 误。但是，卡片上的其他扇区可

18、以照样使用。上述的叙述已经可以充分地说明了Mifare 1卡片的高度安全性，保密性，及卡片的应用场合多样性，一卡多用 一卡通）。5.5.ControlControl & & ArithmeticArithmetic UnitUnit 控制及算术运算单元：这一单元是整个卡片的控制中心，是卡片的“头脑”。它主要进行对整个卡片的各个单位进 行微操作控制，协调卡片的各个步骤；同时它还对各种收/发的数据进行算术运算处理，递增/递减处理，CRC运算处理，等等。是卡片中内建的中央微处理机MCU ）单元。6.6.RAM/ROMRAM/ROM 单元：RAM主要配合控制及算术运算单元，将运算的结果进行暂时存储，如

19、果某些数据需要存储到EEPROM，则由控制及算术运算单元取出送到EEPROM存储器中；如果某些数据需要传送给读写器，则由控制及算术运算单元取出，经过RF射频接口电路的处理，通过卡片上的天线传送给卡片读写器。RAM中的数据在卡片失掉电源后 不带ICIC微晶片的天线ICIC微晶片 整个卡片的自由振荡频率计算方法:F F res= =2 2 * * 3.14159263.1415926 * * ( ( LcoilLcoil * * (Ccoil(Ccoil + + CpackCpack +C+C icic + + C C mountmount 1 1 / / 2 2说明:Fres :卡片的振荡频率，

20、应为13.56MHz6.07欧娒3.6 卩 H5pf般为 4圈2S S总必须 11200 mmS S总= =S S平均* * N N圈Rcoil :天线线圈的电阻，约Lcoil :天线线圈的电感，约Ccoil :天线线圈的电容，约Cp ack :天线线圈的圭寸装后引入的电容，约5pfCic : IC微晶片的电容，约16pfCmount : IC微晶片的安装后引入的电容，约几个pf -几十个pfLa :天线线圈与IC微晶片的接触点aLb :天线线圈与IC微晶片的接触点b其中，天线线圈的电感：LcoilLcoil = = 2 2 * * L L cmcm * * ( ( InIn ( ( L L

21、mmmm / / D D mmmm - 1.041.04 * * 屮L :天线线圈一圈的长度N :天线线圈圈数，D :天线线圈直径或导体的宽度P:由天线线圈的技术而定的 N的指数因子，如下表所示:p p值：天线线圈结构：1.81.8环绕线圈1.71.7EtchedEtched（蚀刻 线圈1.51.5 1.71.7印刷电路板线圈上述天线线圈的电感的公式只能作为首次估测之用，实际的天线线圈的电感必须 通过仪器测量而定，但偏差不会很大。般天线线圈的电感：LcoilLcoil 4.24.2卩H,实际中推荐在3.6卩H左右为最优。 天线线圈的品质因数QcoilQcoil :co * * LcoilLco

22、il2 n fres 2 n * 13.56QcoilQcoil = =Rcoil RcoilRcoil一般天线线圈的品质因数3030 QcoilQcoil 6060。实际中，品质因数 Qcoil在30后的增加量，对卡片的操作距离的增加无明显帮 助；品质因数 Qcoil必须 60 ,以确保数据通信稳定，可靠，否则天线的有效工作距离 内有死区，而不能可靠地进行数据通信。天线线圈的矩形面积S S总:2所以S S平均必须 11200 mm / N N圈一般，S S平均=2778=2778 mm（当卡片上的天线线圈的矩形面积的长X宽=40mm X 70 mm2 2 * * 3.14159263.141

23、5926 * * ( ( LcoilLcoil * * (Ccoil(Ccoil + + CpackCpack +C+C icic + + C C mountmount 1 1 / / 2 2时。+ +1515块0 0厂商标志代码）块1 1块2 2块3VA3VA密码+ +存取控制+B+B密码）BlockBlock 0 0BlockBlock 1 1BlockBlock 2 2BlockBlock 3 3（A A密码+ +存取控制+B+B密码）。 。 。OOOOBlockBlock 0 0BlockBlock 1 1BlockBlock 2 2块3VA3VA密码+ +存取控制+B+B密码）、实际

24、中，推荐 S S平均在33303330 mmmm左右。即，实际设计时，卡片上的天线线圈的矩形 面积的长和宽应为：74mm和45mm，天线线圈的圈数 N为4圈，则这样制作出的卡 片将能保证通信的距离。四.MifareMifare 1 1卡片的存储结构Mifare 1卡片的存储容量为8192 BIT X 1位字长 即1K X 8位字长），采用EEPROM作为存储介质，整个结构划分为16个扇区，编为扇区 0 15。每个扇区有 4个块Block ），分别为块0,块1,块2和块3。每个块有16个字节。一个扇区共有16 Byte X 4 =64 Byte。如下图：每个扇区的块3（即第四块 包含了该扇区的密

25、码 A（6个字节 、存取控制（4个字节、 密码B（6个字节 ，是一个特殊的块。其余三个块是一般的数据块。但扇区0的块0是特殊的，是厂商代码，已固化，不可改写。 其中：第04个字节为卡片的序列号，第5个字节为序列号的校验码；第6个字节为卡片的容量“ SIZE”字节；第7，8个字节为卡片的类型号字节，即Tagtype字节；其他字节由厂商另加定义。* *扇区1 1* * *密码B,存取控制与数据区的关系加以说明:Mifare 1卡片的扇区 0中的块 0 4 43 32 21 10 0C2X3_bC2X3_bC2X2_bC2X2_bC2X1_bC2X1_bC2X0_bC2X0_bC1X3_bC1X3_

26、bC1X2_bC1X2_bC1X1_bC1X1_bC1X0_bC1X0_bC1X3C1X3C1X2C1X2C1X1C1X1C1X0C1X0C3X3_bC3X3_bC3X2_bC3X2_bC3X1_bC3X1_bC3X0_bC3X0_bC3X3C3X3C3X2C3X2C3X1C3X1C3X0C3X0C2X3C2X3C2X2C2X2C2X1C2X1C2X0C2X0BX7BX7BX6BX6BX5BX5BX4BX4BX3BX3BX2BX2BX1BX1BX0BX0_b表示取反，如 C2X3_b即C2X3取反；X表示扇区号；丫表示第几块；C表示控制位；B 表示备用位；存取控制对块 3 3的控制如下：（X=

27、0-15X=0-15密码A A密码A A1 1存取控制存取控制密码B B密码B BC1X3C1X3C2X3C2X3C3X3C3X3readreadWriteWritereadreadwritewritereadreadwritewrite0 00 00 0neverneverKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|BneverneverKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|B0 01 10 0neverneverNeverNeverKEYA|BKEYA|BneverneverKEYA|BKEYA|Bnevernever1 10 00 0neverneverKEYBKEYBKEYA

28、|BKEYA|BneverneverneverneverKEYBKEYB1 11 10 0neverneverNeverNeverKEYA|BKEYA|Bnevernevernevernevernevernever0 00 01 1neverneverKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|B0 01 11 1neverneverKEYBKEYBKEYA|BKEYA|BKEYBKEYBneverneverKEYBKEYB1 10 01 1neverneverNeverNever| |KEYA|BKEYA|BKEYBK

29、EYBnevernevernevernever1 11 11 1neverneverNeverNever| | |KEYAKEYA| |B BneverneverneverneverneverneverKEYA|B表示密码 A或密码B ； never表示没有条件实现。对数据块的控制如下表：（X=0-15扇区、丫=每个扇区的0-2块C1XYC1XYC2XYC2XYC3XYC3XYReadReadWriteWriteIncrementIncrementDecr,Transfer,restoreDecr,Transfer,restore0 00 00 0KEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|

30、BKEYA|BKEYA|BKEYA|BKEYA|B0 01 10 0KEYA|BKEYA|Bnevernevernevernevernevernever1 10 00 0KEYA|BKEYA|BKEYBKEYBnevernevernevernever1 11 10 0KEYA|BKEYA|BKEYBKEYBKEYBKEYBKEYA|BKEYA|B0 00 01 1KEYA|BKEYA|BneverneverneverneverKEYA|BKEYA|B0 01 11 1KEYBKEYBKEYBKEYBnevernevernevernever1 10 01 1KEYBKEYBnevernevern

31、evernevernevernever1 11 11 1NeverNevernevernevernevernevernevernever块 3 的初始化值为：a0,a1,a2,a3,a4,a5,ff,07,80,69,b0,b1,b2,b3,b4,b5a0,a1,a2,a3,a4,a5,ff,07,80,69,b0,b1,b2,b3,b4,b5 共 16 个字节，其中KEYA 是a0,a1,a2,a3,a4,a5，KEYB 是b0,b1,b2,b3,b4,b5，控 制存取 的四个字节为FfFf h h位：#7#76 65 54 43 32 21 10 007h07h1 11 11 11 11

32、11 11 11 10 00 00 00 00 01 11 11 11 10 00 00 00 00 00 00 00 01 11 10 01 10 00 01 180h80h69h69h0 xf,0 x07,0 x80,0 x69。存取控制位表示如下（请用户去对照上表以确定初始化状态 :程序员可以根据自已应用的具体情况，对不同的扇区可选用不用的存取控制，不同的 密码，但应注意其每一位的格式，以免误用！数据块有两种应用方法，一种是用作一般的数据保存用，直接读写。另一种用法是用作数 值块，可以进行初始化值、加值、减值、读值的运算。系统配用相应的函数完成相应的功 能。一）。MCM200模块说明 A

33、 特性：1 .2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.MCMMCM内核技术说明第二章 MCMMCM的硬件内核电路一.MCM200/MCM500MCM200/MCM500 读写模块说明Mifare Core Module是MCM的全称，意为 Mifare核心模块。Philips公司的MCM主要有两种产品型号，为MCM200和MCM500。这两种智能模块均被用于读写 Mifare 1非接触式IC智能射频卡的读写器中，负责读写器中对非接触式IC智能射频卡片的读写等功能，一般在读写器中还必须有MCU微处理单片机）来对 MCM进行控制，及对读写器的其他方面进

34、行控制，例如对键盘，显示，通信等部分的控制等 等。MCM200模块主要应用于对卡片操作距离在25mm的卡片读写器中；MCM500模块主要应用于对卡片操作距离在100mm的卡片读写器中。Mifare所具有的独特的MIFARE RF射频）非接触式接口标准已被制定为国际标准：ISO/IEC 14443 TYPE A 标准。标准的双列直插 32引脚工作频率：13.56MHZ标准的+5V电源供电，供电范围 4.75V至5.25V典型）电流消耗 40MA，最大不超过80MA，最小10MA左右 读写卡片距离可达 25MM以上 与卡片的通信速率可达106KB ps模块与卡片通信时，数据加密每个扇区设有3套密码

35、及其认证和密码存储器 有防卡片重叠功能16个字节的FIFO先进先出）队列接收/发送缓冲寄存器 在模块与卡片通信时自动侦查错误，自动对数据流分析 对RF射频）通道自动监控内建8位/16位的CRC协处理器，提供 CRC, PARITY等数据校验支持多种方式的活动天线，并且不需“天调系统”天线调节系统）对天线进行补偿调节标准的MIFARE并行接口与MCM500 100%全兼容MCM200的软件与 MCM500模块100%全兼容可控制，级联 MCM500模块工作温度范围在：-20 - +70度B . MCM200模块引脚说明如图所示是该模块的引脚排列示意图:D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2

36、D2D1D1D0D0BPBPNPAUSE1NPAUSE1K0MP1K0MP1NRSTNRSTDVDDDVDDDGNDDGNDNIRQNIRQTPTP1 13232KPROGKPROG2 23131NCSNCS3 330304 4NWRNWR2929NRDNRD5 56 62828A0A0A1A12727A2A27 72626A3A32525ALEALE8 89 92424USEALEUSEALE10102323MODEMODE11112222NANTNANT1212212113132020ANTANT14141919AVDDAVDD1515AGNDAGND16161818RXRX引脚引脚名称引

37、脚类型将来使用类 型引脚引脚名称引脚类型将来使用类 型1 1D7D7I/O(I/O( PUPUI/O(I/O( PUPU1717RXRXI(analogI(analogI(analogI(analog2 2D6D6I/O(I/O( PUPUI/O(I/O( PUPU1818AGNDAGNDSUPPLYSUPPLYSUPPLYSUPPLY3 3D5D5I/O(I/O( PUPUI/O(I/O( PUPU1919ACDDACDDSUPPLYSUPPLYSUPPLYSUPPLY4 4D4D4I/O(I/O( PUPUI/O(I/O( PUPU2020ANTANTO OO O5 5D3D3I/O(I/

38、O( PUPUI/O(I/O( PUPU2121NANTNANTO OO O6 6D2D2I/O(I/O( PUPUI/O(I/O( PUPU2222MODEMODEI(PUI(PUI(PUI(PU7 7D1D1I/O(I/O( PUPUI/O(I/O( PUPU2323USEALEUSEALEI(PUI(PUI(PUI(PU8 8D0D0I/O(I/O( PUPUI/O(I/O( PUPU2424ALEALEI(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU9 9BpBpSUPPLYSUPPLYSUPPLYSUPPLY2525A3A3I(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU1010NPNP

39、 AUSE1AUSE1O OO O2626A2A2I(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU1111KOMP1KOMP1l(PUl(PUIVPUIVPU)2727A1A1I(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU1212NRSTNRSTI II I2828A0A0I(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU1313DVDDDVDDSUPPLYSUPPLYSUPPLYSUPPLY2929NRDNRDI(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU1414DGNDDGNDSUPPLYSUPPLYSUPPLYSUPPLY3030NWRNWRI(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU151

40、5NIRQNIRQO OO O3131NCSNCSI(PUI(PUI(STI(ST ,PU,PU1616TPTPO(analogO(analog3232KPROGKPROGNCNCSUPPLYSUPPLYMCM200MCM200弓I I脚说明如下:输入输出引脚I/OO电源供电输入输入引脚SUPPLY上述表中：I/输出双向引脚PUSTIn ternal P ull-u p内部有上拉电阻Schmit-Trigger inp ut施密特触发输入Uni Visio n当与MCM200SB201 与器的设置不同。C.其他说明MCM200是Philips公司的产品，另外还有其他公司与之相兼容的产品。Eng

41、ineering Limited （联视工程有限公司 持有Mifare制造专利，其生产的相 的产品命名为 SB201OMCM200模块在硬件上有一处不同，表现在软件上有一个MODE方式寄存SB201的MODE设置为0 xD6H ; MCM200的设置为0 xC6H这在以后的章/硬件100%全兼容。节中还会论述）。除此以外，两者软法国的GEMP LUS公司向P HILI PS公司购买 MCM中核心 ASIC RC150或RC170芯片制造 的MCM200模块及读写器与 MCM200全兼容等。模块说明二）.MCM500.MCM500A.特性：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.工作频率

42、：13.56MHZ标准的+12V电源供电，工作频率：13.56MHZ读写卡片距离可达 100MM以上 与卡片的通信速率可达 106KB ps 模块与卡片通信时，数据加密每个扇区设有3套密码及其认证和密码存储器 有防卡片重叠功能16个字节的FIFO先进先出）队列接收/发送缓冲寄存器 在模块与卡片通信时自动侦查错误，自动对数据流分析 对RF射频）通道自动监控内建8位/16位的CRC协处理器，提供 CRC, PARITY等数据校验 支持多种方式的活动天线，并且不需“天调系统”天线调节系统）对12.13.天线进行补偿调节标准的MIFARE并行接口与 MCM200 100%全兼容MCM200的软件与 M

43、CM500模块100%全兼容可遥控，级联 MCM500模块工作温度范围在：-20 - +70度模块引脚说明14.15.16.17.B. MCM500如图所示是该模块的引脚排列示意图:欠开发1515161617171818屏蔽盒313132323434333348484747 O OOOOO如图所示是该模块的引脚排列示意图:引脚引脚名称引脚 类型功能描述1 1NPNP AUSE1AUSE1O O串行数据输出，驱动RF1RF1单元，该引脚必须连到RFRF单元的TxNPAUSETxNPAUSE端。该引脚的“ LOWLOW ”信号指示一个能量暂停。2 2NWRNWRI I写信号使能端3 3GATE1G

44、ATE1O/NCO/NC未使用）4 4NRDNRDI I读信号使能端5 5MOD1MOD1O/NCO/NC未使用）6 6MODEMODEI I并行协议模式，必须用“ HIGHHIGH ”咼电平来驱动。7 7SYNC1SYNC1I/NCI/NC未使用）8 8NCSNCSI I（NotNot ChCh ipip SelectSelect MCUMCU用“ LOWLOW ”低电平来驱动该引脚时，将选中 MCMMCM9 9WKOWKO MP1MP1I I未使用）1010CSCSI I（ChipChip SelectSelect当MCUMCU 用“ HIGHHIGH ”高电平来驱动该引脚时，将选中 MC

45、MMCM1111KOMP1KOMP1I I（CompartorCompartor inputinput ofof RF1RF1RF1RF1的比较器输入端，必须连到RFRF单元的RXKOMPRXKOMP 端1212N.T.C.N.T.C.未使用）1313DGNDDGND数字电路接地端1414N.T.C.N.T.C.未使用）1515DVDDDVDD电源供应端+5V+5V。内部在RxKOMPRxKOMP端上有上拉电阻。1616CLOCKCLOCKO/NCO/NC未使用）1717RFVDDRFVDD+12V+12V电源输入，供给 RFRF射频单元1818N.T.C.N.T.C.未使用）1919RFGN

46、DRFGNDRFRF射频单元 模拟电路）接地端2020N.T.C.N.T.C.未使用）2121RxKORxKO MPMPO ORFRF射频单元的输出信号端。它提供与数字电平兼容的接收信 号。其对地VDGNDVDGND ）为集电极开路输出，并有上拉电阻2K22K2接到DVDDDVDD端2222KOMPOKOMPOI I（CompartorCompartor inputinput ofof RF0RF0RF0RF0的比较器输入端，必须连到RFRF单元的RXKOMPRXKOMP 端2323RxWKORxWKO MPMPO OV V未使用）2424WKOWKO MP0MP0I IV V未使用）2525

47、SYNCSYNCO/NCO/NCV V未使用）2626SYNC0SYNC0I/NCI/NCV V未使用）SUPPLYI/OEngineering Limited （联视工程有限公司 持有Mifare制造专利，其生产的相 的产品命名为SB601。MCM500模块在硬件上有一处不同，表现在软件上有一个MODE方式寄存SB601的MODE设置为0 xD6H ； MCM500的设置为0 xC6H这在以后的章/硬件100%全兼容。这一点与上述的MCM200模块向引脚PU-In ternal P ull-u p 内部有上拉电阻NC -该引脚暂时未使用上述 MCM500引脚功能说明表中，与MCM200引脚定

48、义相一致的，同样适用与对MCM200的引脚说明。C.其他说明 MCM500是Philips公司的产品，另外还有其他公司与之相兼容的产品。Uni Visio n 当与MCM200SB601 与器的设置不同。节中还会论述）。除此以外，两者软/SB201模块相一致。法国的GEMP LUS公司向P HILI PS公司购买 MCM中核心 ASIC RC150或RC170芯片制造 2727TxMODTxMODI/NCI/NC未使用）2828MOD0MOD0O/NCO/NC未使用）2929RxGATERxGATEI/NCI/NC未使用）3030GATEOGATEOO/NCO/NC未使用）3131TxNPAU

49、SETxNPAUSEI ICMOSCMOS兼容电平输入信号至 RFRF射频单元。该信号参考与 RFGNDRFGND接地 端。3232NPAUSEONPAUSEOO O串行数据输出，驱动RF0RF0单元，该引脚必须连到RFRF单元的TxNPAUSETxNPAUSE端。该引脚的“ LOWLOW ”信号指示一个能量暂停。3333AOAOI IA0A0 A3A3为4 4位地址线3434DODOI/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线3535A1A1I IA0A0 A3A3为4 4位地址线3636D1D1I/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线3737A2A2I IA0A0 A3

50、A3为4 4位地址线3838D2D2I/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线3939A3A3I IA0A0 A3A3为4 4位地址线4040D3D3I/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线4141ALEALEI IAddressAddress LatchLatch EnableEnable地址锁存使能端4242D4D4I/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线4343USEALEUSEALEI I选择器：从内部地址锁存器或A0A3A0A3引脚取地址4444D5D5I/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线4545NIRQNIRQO O当该端为“ LO

51、WLOW 时，通知MCUMCU应该按评估MCMMCM的状态寄存器内容，并存取 MCMMCM 中的数据4646D6D6I/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线4747BPBP后备电池输入端，保护 MCMMCM内部密码RAMRAM4848D7D7I/OI/OD0D0 D7D7为8 8位双向数据总线输入引脚O电源供电输入输出引脚输入/输出双上述表中：I的MCM500模块及读写器与 MCM500全兼容。等等。MCUMCU是通过对 MCMMCM 内核特殊的内存 于MCMMCM 中的ASICASIC 卡之间信息（数据 交换的”中间人”。任何读取卡片上的数据，或写进卡片上的数据 均必须通过 MC

52、MMCM 来传递。写 MCMMCM 意味着去控制 MCMMCM，例如，送一些类型的指令给 它。以下是MCMMCM中ASIC内核特殊寄存器一览表。MCMMCM ASICASIC寄存器寄存器名地址读VREADVREAD)写 VWRITEVWRITE)DATADATAOOHOOH 0 0READ-BYTEREAD-BYTEWRITE-BYTEWRITE-BYTESTACONSTACON01H01H 1 1DVDV TETE PEPE CECE BEBE AEAE - -SORSOR RFSRFS - - 1 1 1 1 NRFNRF ACACENABLEENABLE02H02H2 2N/AN/A1

53、1 PRPR CECE CRCR.BCNTSBCNTS03H03H3 3N/AN/ABIT-COUNT-SENDBIT-COUNT-SENDBCNTRBCNTR04H04H4 4N/AN/ABIT-COUNT-RECEIVEBIT-COUNT-RECEIVEBAUDRATEBAUDRATE05H05H5 5N/AN/A.1 11 1 1 1 BRBRTOCTOC06H06H6 6N/AN/ATIMEOUT-COUNTERTIMEOUT-COUNTERMODEMODE07H07H7 7N/AN/A1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 P2P2 P1P1 P0P0 P0P0CRCDATACRCD

54、ATA08H08H8 8CRC-BYTE-READCRC-BYTE-READCRC-BYTE-WRITECRC-BYTE-WRITECRCSTACONCRCSTACON09H09H9 9CVCV .CZCZC8C8 .CRCRKEYDATAKEYDATA0AH0AH1010N/AN/AKEY-BYTE-WRITEKEY-BYTE-WRITEKEYSTACONKEYSTACON0BH0BH1111ALAL 0 0 . KS1KS1KS0KS0KEYADDRKEYADDR0CH0CH1212N/AN/AALAL ABAB A5A5 A4A4 A3A3 A2A2 A1A1 A0A00DH0DH131

55、3RCODERCODE0EH0EHN/AN/A.0 00 0 RC1RC1 RC0RC014140FH0FH1515表1 1 : MCMMCM -ASICASIC寄存器各种特殊寄存器材的具体说明如下:1.1. DATADATA寄存器地址：00H00H寄存器名1 1地址1 1读 READREAD )1 1写 VWRITEVWRITE )DATADATA1 100H 01 1READ-BYTEREAD-BYTE| |WRITE-BYTEWRITE-BYTE任何传递到MIFAREMIFARE1 1卡的数据或来自MIFRAEMIFRAE1 1卡的数据都必须分别地被写入DATADATA寄存器或从DATA

56、DATA寄存器中读出。例如,MCUMCU向卡片写数据 Xi,则Xi必须首先被写入到 DATADATA寄存器中,然后在MCMMCM 与MifareMifare 1 1卡片进行通信,由卡片上的ASIC将DATADATA寄存器中的数据读取并存放在指定的 卡片上的存储器中,从而完成MCUMCU向MIFRAEMIFRAE 1 1卡片写数据的过程。反之亦然。DATADATA寄存器中有一个1616 BYTEBYTE的FIFOFIFO先进先出）队列寄存器。 数据写到DATADATA寄 存器后，被存放在这个1616 BYTEBYTE的FIFOFIFO先进先出）队列寄存器 中,等待向卡片上或 MCUMCU 传送。

57、如要进行传送 DATADATA寄存器中数据,则首先必须先设定要传输多少位（BIT或多少字节（BYTE，即必须对BCNTSBCNTS寄存器进行有效的正确设置，以确定有多少字节将要被传送。当卡片上的数据流接收结束或没有被接收时,STACONSTACON寄存器中的DVDV标志被置位” 1并且MCMMCM 上的引脚NIRQ也将由” HIGH变为” LOW”如果设置了 DV-bitDV-bit，贝U STACONSTACON寄存器中的error-bitserror-bits 出错位）将被设置。如果没 有相关的error-error-bitbit被设置，则FIFOFIFO寄存器中的数据将被假设为正确，且可

58、以被读出。2.STACONSTACON 寄存器地址：01H01HSATCONSATCON是STATUSCONTROLSTATUSCONTROL （状态控制 的缩写，是一个状态控制寄存器。寄存器名f地址1 1读VREADVREAD )1 1写 VWRITEVWRITE )STACONSTACON1 01H 11 DVDV TETE PEPE CECE BEBE AEAE -1 SORSOR RFSRFS - - 1 1 1 1 NRFNRF ACAC将数据写到STACONSTACON寄存器中将对MCMMCM进行状态控制，见如下表:BitBit NameName位名NameName名称Functi

59、onFunction 功能SoftSoft ResetReset0 0 - -表示无作用SORSORV V软复位）“1 1： -reset-reset MCMA1,MCMA1,自动地清楚一切RF-SelectRF-Select“0 0” -RF-RF单元0 0被选中激活RFSRFSVRFVRF选择）“ 1 1” - RFRF单元1 1被选中激活NONO RFRF“0 0” -将活动V V激活）RFRF单元接上NRFNRFV V 无 RFRF)“ 1 1” -将活动V V激活）RFRF单元关闭AntiAnti CollisionCollision“0 0” -无作用ACACV V防重叠）“ 1

60、1” -启动防重叠状态机这里，应该注意,当写数据到STACONSTACON寄存器时 即对STACONSTACON寄存器进行设置），在/写而作准备。Philips公司（或UniVision35us35us，然后进行写 DATADATA，TOCTOC寄存器MCMMCM及卡片的当前状况信息。以下是读写数据到STACONSTACON寄存器的这一写周期中，RFS位的设置必须与 RF单元相互一致。另外，设置了 AC位，即“ AC=1 ”，将使防重叠状态机启动工作，执行内部存取。这 一存取在设置 ACAC位后的12us12us开始，至35us35us结束。在这一间隙时间，不允许 MCUMCU向 MCMMCM