射频IC卡读写器的设计开发.pdf

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长江大学学报自然科学版年月第卷第期:理工
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射频卡读写器的设计开发
陈晓静长江大学电子与信息学院,湖北荆州
荣峰四机赛瓦石油钻采设备有限公司,湖北荆州
摘要介绍了以为基站芯片, 以射频卡为读写对象, 以单片机为控
制器的射频卡读写器设计方法。详细阐述了读写器系统设计的重点和难点~ 一软件部分的设计流程和
主要函数实现的工作原理,并且在最后给出调试方法及观察到的波形。经实践证明,读写器软硬件设计
均正确,具有实际借鉴价值。
关键词射频卡;单片机;;卡
中图分类号. 文献标识码文章编号—一—
射频卡具有免接触和便于实现一卡通等优良特性,在停车场管理、门禁管理和公交收费等需要
身份识别和电子货币的场合中得到了广泛应用。射频卡读写器作为卡读写的重要设备,对其进行
研制具有现实意义。笔者将以为基站芯片, 以射频卡为读写对象, 以
单片机为控制器构建射频卡读写器。
系统组成和无线通信过程介绍
图为射频卡读写器设计框图。卡读写器的控制芯片是单片机,单片机以
为通信基站来与卡进行通信。另外,单片机也可以通过、或者无线
传输等接口与上位机进行通信,还可以配备键盘和显示器作人机接口。滤波和阻抗匹配电路的形式和具
体参数都可以查阅的数据手册得到。天线也有多种设计方法如环形、圆形等,一般手持式的
读写器可使用环形天线,读写距离最大可达。和卡的通信过程采取半双工方式,单片
机向卡发送的读写等命令首先要经过调制,再经高频滤波和阻抗匹配电路,通过天线把电能
转换成电磁波被卡接收。发送信号使用频率为. 的载波,采用密勒编码加强信号
的抗干扰性。高频滤波的作用是去除振荡产生的高次谐波,阻抗匹配用以获取最大传输功率。另一方
面,卡由电磁波得到卡工作需要的能量和指令数据,然后根据指令发出电磁波形式的应答信
号,该信号被天线拾取转化成电信号, 再被内部的接收单元解码后传送给单片机。
还提供足够的错误状态标识,来辨别传送过程中可能会出现的各类错误。

接口、门/

单片机..
高频滤波和阻抗
显示。匹配电路
图射频卡读写器设计框图
与单片机的接口设计
图为与单片机接口电路图。与单片机接口采用独立的读写选通模式,且地
收稿日期——
【作者简介陈晓静~,女,年大学毕业,讲师,现主要从事智能化仪器仪表方面的研究工作。
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址/数据总线分时复用。具有自动侦测微处理器接口类型的功能Ⅲ, 当侦测到、、
为低、高、高电平时,接口自动配置成独立的读写选通模式和地址/数据总线分时复用方式。
内部有组共个寄存器其中有些寄存器预留,每个寄存器占用一个地址,占用地址范
围为~,使用时应合理安排系统的地址空间。
.丁
∞
图与单片机接口电路图
软件编程
. 卡的操作流程
读写器对卡的访问操作需遵循固定的
顺序,依次是寻卡、取序列号、选卡、认证、读写操
作,缺少一个环节都不能实现正确访问。下面以寻一
张卡为例,假设要改写卡中某扇区某块的内容,流程
如图所示。此流程可以避免卡一次进入而改写多次
的情况,具体实现是在每次卡改写完后再检测卡是否