1、 射频卡公交收费机设计（二）射频卡公交收费机设计（二）MIFARE 1MIFARE 1卡电路分析卡电路分析与功能调试与功能调试课 程 目 标q MIFARE 1 MIFARE 1卡接口电路分析卡接口电路分析 q MIFARE 1MIFARE 1卡卡请求应答与防冲突功能调请求应答与防冲突功能调试试 项目开发IC卡公交收费系统q系统需求分析：1.具备小额电子钱包功能，定额方式收费2.操作方便快捷3.工作距离50cm4.具备显示余额、异常报警（非法卡或余额不足）5.可将当班收款额上传总站数据库6.公交公司可调整定额额度7.卡遗失可挂失8.抗干扰能力强项目设计之二硬件设计MCUMIFARE卡卡读写模块
2、读写模块EEPROM存储器存储器通信接口通信接口显示显示报警报警天线天线卡非接触式IC卡系统构成q非接触式IC卡：数据载体，应答器q非接触式IC卡读写器：卡接口设备，阅读器，寻呼器非接触式IC卡读写器非接触式IC卡数据时序能量耦合元件（线圈、微波天线）Mifare 1非接触式IC卡 基本性能指标：q卡内器件：无线智能卡芯片Mifare MF1 IC S50+天线线圈q标准：遵从ISO/IEC 14443 Type A 标准q工作频率：13.56MHzq数据传送速率：106kbit/s（9.4s/bit）非接触式IC卡工作原理电感耦合RFID系统（1）读写器发射激励信号（一组固定频率的电磁波），
3、数字信息调制在该射频信号上。（2）IC卡进入读写器工作区内，被读写器信号激励。在电磁波的激励下，卡内的LC串联谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，当所积累的电荷达到2V时，此电容可以作为电源为其他电路提供工作电压，供卡内集成电路工作所需。（谐振、整流、滤波、稳压）。（3）同时卡内的电路对接收到的谐振信号进行解调，还原数字信息，对信息进行分析处理，判断发自读写器的命令，如需在EEPROM中写入或修改内容，还需将2V电压提升到15V左右，以满足写入EEPROM的电压要求。（4）IC卡对读写器的命令进行处理后，发射应答信息（将应答信息调制到射频信号上）给读写器。（5）读写器接收IC卡的射频信号并
4、进行解调还原出应答信息。第一阶段：观察波形第一阶段：观察波形1、按图连接示波器，将示波器探头构成测试环放置在射频模块天线上。示波器与读写模块共地。2、连接设备，打开RF TYPEA工程，仿真运行3、打开RFID应用软件，连接设备，点击读写测试4、调整示波器，观察并记录射频信号波形。TX controlRFout,1 V per divisionRX controlRFout,1 V per division从读写器到卡的调制与编码q载波:fc=13.56MHzq数据传输速率：13.56MHz/128=106kbit/s（9.4s/bit）q调制方式：TYPE A用100%ASK，TYPE B用
5、10%ASK，q编码方式：TYPE A用改进的MILLER编码，TYPE B用NRZ编码（不归零制数位编码）从卡到读写器的调制与编码q副载波:fc/16=847.5kHz q数据传输速率：106kbit/sq调制方式：副载波调制q编码方式：TYPE A用MANCHESTER-ASK，TYPE B用BPSK-NRZ(二进制相移键控数位编码)Mifare 核心读写模块MCM(Mifare Core Module)q 功能：读写器MCU与MIFARE卡之间的接口，负责读写卡，其基本功能包括产生发送/接收射频信号、调制/解调、防冲突处理和安全管理。q 工作频率工作频率/通信速率/工作距离：13.56M
6、Hz13.56MHz/106Kbps/100mm q 防冲突：真正的防冲突功能。q 安全性与可靠性：每个扇区设有3套密码及其认证和密码存储器，模块与卡片通信时，数据加密，多种通信校验机制 芯片芯片协议协议RC500/530/522ISO/IEC 14443-ARC531/523ISO/IEC 14443-A/BRC400ISO/IEC 15693RC632ISO/IEC 14443-A/B/15693RC663ISO/IEC 14443-A/B/15693 ISO/IEC18000-3,JISX6319-4 ICODE EPC UID/EPC OTP芯片芯片微处理器接口微处理器接口RC500/
7、RC4008位并行接口RC530/531 6328位并行接口，兼容SPI接口RC522/532 663串行接口SPI/I2C/UARTMCM与MCU接口电路并行接口方式 q直接用数据总线传送地址和数据：DB07接P0，ALE NRD、NWR对接；A2NCS接LOW,A0、A1接HIGHqP3.3驱动RST（CS），下降沿激活RC500qRC500的-IRQ接P3.2（INT0）；可用查询或中断中断方式接收MCM发送的数据 MCM与天线接口电路 qTX1,TX2：deliver the modulated 13.56MHz energy carrierqRX：input pin for the
8、card response,which is the modulated 13.56MHz energy carrier,that is coupled out from the antenna circuit晶振与电源电路 qDVDDDVSS:Digital power supplyqAVDDAVSS:Analog power supplyqOCS1OCS2:外接13.56MHz工作晶振MCM与MCU接口电路串行接口方式 q用SPI串行总线传送地址和数据：P0.0P0.3SCK(A2)MISO(D0)MOSI(A0)NSS(ALE)-RD-WR接HIGH,A1NCS接LOW.qP2.2RF_RST(RST)，下降沿激活RC500qRC500的-IRQ接地，MCU只能用查询方式接收MCM发送的数据 第二阶段：测试读写距离与读写方向第二阶段：测试读写距离与读写方向1、逐渐加大示波器测试环与天线的距离，直至示波器上不能观察到射频信号，记录测试环与天线的距离2、改变测试环与天线的角度，直至示波器上不能观察到射频信号，记录测试环与天线的临界角度。
