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智能卡技术中的基于智能卡技术中的基于RC522的读卡器设计的读卡器设计

本文设计的读卡器系统以PICl6F7x单片机作为主控芯片，选用MIFARE S50卡片，读卡器与卡片间以106kbps速

率通信，同时实现读卡过程中的防冲突处理和对卡E2PROM块内容的读/写等功能。读卡器内部设置了FLASH存

储器以存放卡数据，在FLASH容量满的情况下可通过读卡器的以太网口读出全部数据到管理中心上位机，便于

建立对卡数据的综合管理系统。　　1 硬件系统设计　　读卡器硬件框图如图1所示。　　单片机PICl6F7x通过

SPI总线与RC522和FLASH芯片AT45D011相连，同时用简化的ISA总线连接以太网接口芯片C58900，以提供连

接到局域网的能力。AT45D0ll存储容量

　　本文设计的

读卡器

系统以PICl6F7x单片机作为主控芯片，选用MIFARE S50卡片，

读卡器

与卡片间以106kbps速率通信，

同时实现读卡过程中的防冲突处理和对卡E2PROM块内容的读/写等功能。

读卡器

内部设置了FLASH存储器以存放卡数据，在

FLASH容量满的情况下可通过读卡器的以太网口读出全部数据到管理中心上位机，便于建立对卡数据的综合管理系统。

　　1 硬件系统设计

　　读卡器硬件框图如图1所示。

　　单片机PICl6F7x通过SPI总线与RC522和FLASH芯片AT45D011相连，同时用简化的ISA总线连接以太网接口芯片

C58900，以提供连接到局域网的能力。AT45D0ll存储容量为lMb，可同时存储7400多组MIFARE的E2PROM块和UID号，提

供了足够读卡器一天内读取的信息量的存放容量。对于RC522天线部分的设计，PHILIPS公司有专门的手册详细介绍，本文不

再赘述。RC522的SPI总线接口有其自身的时序要求。它只能工作于从模式，最高传输速率为 10 Mbps，数据与时钟相位关系

满足“空闲态时钟为低电平，在时钟上升沿同步接收和发送数据，在下降沿数据转换”的约束关系。PICl6F7x系列单片机的片上

外设包括1个SSP模块。该模块可配置为SPI接口使用，通过相应的寄存器可控制SPI接口的数据传输率、数据一时钟相位天系

等通信参数。本文中配置 SSP模块工作于SPI主模式下，时钟为1/4单片机主频，接收和发送数据都在时钟上升沿发生。

　　需要注意的是，由于RC522支持的数字接口形式多种多样，因此芯片在每次复位时都会检测外部引脚连接关系。对于SPI

接口，RC522的相关引脚必须按照图2所示的连接关系配置。

　　除了通用的4条SPI信号线(时钟线SCK、输入数据线MOSI、输出数据线MOSO和选通线NSS)以外，RC522要求额外的2

个引脚I2C和 EA分别固定接低电平和高电平。这2个引脚不参与SPI总线传输，只起设定RC522数字界面采用SPI接口的作

用。另外，片选信号必须保证在写入数据流期问为低电平，而在无数据流写入时则为高电平;用户不得为节省PIC单片机引脚资

源而一直将NSS置为低电平。

　　2 软件系统设计

　　相对于PHILIPS公司生产的其他14443基站芯片(如RC500、RC530等)，RC522简化了内部系统结构，去掉了片内

E2PROM。从而大大缩减了芯片命令集。另外，对载波调制电路，发送电路和解调、解码电路的控制也相应简化，去掉了校

准接收电路I时钟、Q时钟、校准发送与接收时钟相位等繁琐的操作。一般而言，单片机与RC522的通信流程如图3所示。

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