非接触式IC卡读卡器单芯片解决方案
ST21NFCA：13.56MHz无接触通信解决方案
统的要求 。
固件适 于下列几种模块 ：
・
单线 协议 （ ＷＰ） 口， Ｓ 接 完全符合 Ｅ Ｓ Ｔ ０ Ｔ Ｉ Ｓ１２ ６ ３Ｖ １ ７规范的要求
图２ Ｓ ２ ＣＡ 移 动 手 机 通 信 的链 接 框 图 Ｔ１ ＮＦ 在
基 于 Ｅ ＳＩ Ｔ 规范的主机控制器接 口， 用于管理与不同协议有关 的栅极 、栅
通 信 接 口
・
４ｋ Ｍ ＢＲ Ａ
单 线协 议 （ ＷＰ）接 口 Ｓ １ ２ Ｃ从接 口
Ｓ Ｉ 接口 Ｐ从
・
３ ｋ Ｅ Ｒ ６ Ｂ Ｅ Ｐ ＯＭ ，包 含 ６ Ｂ用 户 ４ ＯＴ Ｐ区域
・
能和有用的嵌入式固件 ，可以处理 ：
・Ｉ ＳＯ／ Ｉ ＥＣ ４ ４ １ ４ ３ Ａ＆Ｂ、 Ｃａｌｐ ｏ ｙ ｓ
・ ｌ Ｃ从接 口 ，完全符合
件
－
规范所述 之 Ｔ Ｃ ＝ Ｌ Ｅ Ｓ ＷＰ规范所述之 Ｔ Ｉ Ｓ
ＳＨＤＬ Ｃ
ｓ ２ １ Ｆ Ａ固件 架 构 Ｔ １ｌｃ 、
Ｓ ２ Ｆ Ａ是一种片上系统解决 Ｔ１ Ｃ Ｎ
方案 ，符合嵌入手机 内的 Ｎ Ｃ通信系 Ｆ
并 且支持各种接
口处理和协议 ：
３个 具有 中断功能 的 ８位定时器 ＩＣ ０ ．Ｍ ｄ 卡仿真模式和读 ・ Ｅ １ ０ ０３ ｏ ｌ（ ８
卡器模式 ）
・
安全特性
・
・
卡仿真模式下支持的断电和 电池电
・
真正的随机数发生器 Ｉ Ｏ Ｉ Ｃ３ ０ Ｃ计算模块 Ｓ ／ ３ ９ＣＲ Ｅ
在工作模式和 ＲＦ模式之 间切换
．
Ｉ （ 从模式 ） Ｃ Ｓ ＷＰ （ 主模式 ）
（ 卡检测模式 ）
非接卡和插卡方式的处理机制
非接卡和插卡方式的处理机制以非接卡和插卡方式的处理机制为标题，我们来探讨一下这两种不同的卡片处理方式。
一、非接卡的处理机制非接卡是一种无需物理接触即可进行通信的卡片技术。
常见的非接卡包括近场通信（NFC）卡和射频识别（RFID）卡。
非接卡的处理机制主要包括以下几个方面。
1. 物理接触：非接卡与读卡器之间无需物理接触，只需将非接卡靠近读卡器即可完成通信。
这种接触方式的优势在于可以避免卡片接触端子的磨损和腐蚀，提高了卡片的使用寿命。
2. 通信协议：非接卡与读卡器之间通过无线电波进行通信，需要定义一套通信协议来确保数据的准确传输。
常见的通信协议包括ISO 14443和ISO 15693等。
通过这些协议，非接卡可以实现与读卡器之间的数据交换和命令传输。
3. 安全性：非接卡的处理机制中，安全性是一个非常重要的方面。
由于无需物理接触，非接卡容易受到黑客攻击和数据泄露的风险。
因此，在设计非接卡的处理机制时，需要考虑加密算法、身份认证和访问控制等安全措施，以确保数据的安全性。
4. 应用领域：非接卡的处理机制可以广泛应用于门禁系统、公交卡、支付卡、身份证等领域。
通过非接卡，用户可以实现快速便捷的身份认证和支付功能，提高了生活和工作的便利性。
二、插卡方式的处理机制插卡方式是一种通过将卡片物理插入读卡器的方式进行通信的卡片处理方式。
常见的插卡方式包括芯片卡和磁条卡。
插卡方式的处理机制主要包括以下几个方面。
1. 物理接触：插卡方式需要将卡片的接触端子与读卡器的插槽接触，通过接触端子进行数据传输。
由于需要物理接触，插卡方式相对非接卡来说更容易受到磨损和腐蚀，需要定期清洁和维护。
2. 通信协议：插卡方式的处理机制中，数据的传输和命令的交互通过协议进行。
常见的插卡协议包括ISO 7816和ISO 8583等。
通过这些协议，插卡方式可以实现与读卡器之间的数据交换和指令传输。
3. 安全性：插卡方式的处理机制中，安全性也是一个重要的方面。
非接触IC卡详细介绍
非接触IC卡详细介绍非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分,是最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子领域的一大突破,卡片在一定距离范围（通常为5—10mm）靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。
1.非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作,二者之间的通讯频为13.56MHZ。
非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。
另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器,完成一次读写操作。
读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC 的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。
2.非接触性智能卡内部分区。
非接触性智能卡内部分为两部分：系统区（CDF）用户区（ADF）。
系统区：由卡片制造商和系统开发商及发卡机构使用。
用户区：用于存放持卡人的有关数据信息。
3.与接触式IC卡相比较,非接触式卡具有以下优点:⑴可靠性高非接触式IC卡与读写器之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障.例如:由于粗暴插卡,非卡外物插入,灰尘或油污导致接触不良造成的故障. 此外,非接触式卡表面无裸露芯片,无须担心芯片脱落,静电击穿,弯曲损坏等问题,既便于卡片印刷,又提高了卡片的使用可靠性.⑵操作方便由于非接触通讯,读写器在10CM范围内就可以对卡片操作,所以不必插拨卡,非常方便用户使用. 非接触式卡使用时没有方向性,卡片可以在任意方向掠过读写器表面,既可完成操作,这大大提高了每次使用的速度。
⑶防冲突非接触式卡中有快速防冲突机制,能防止卡片之间出现数据干扰,因此,读写器可以"同时"处理多张非接触式IC卡.这提高了应用的并行性,无形中提高系统工作速度.⑷可以适合于多种应用非接触式卡的序列号是唯一的,制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化,不可再更改。
Mifare1系列射频卡读卡器的开发
Mifare1系列射频卡读卡器的开发本文内容简介：Mifare1系列射频卡具有高度安全、高可靠性及分区存储结构等特点，其应用范围越来越广．文中提出了一种基于AT89S52和MF RC500实现的Mifare1射频卡读卡器的设计方法．先介绍了系统的组成及工作原理，然后给出了系统的硬件设计，最后给出了软件设计流程和相应程序．近几年来，由于非接触式IC智能射频卡的高度安全保密性，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．非接触式智能卡读写系统是射频技术中的重要组成部分，其实现原理为：由读写器向Mifare1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激励，卡片内的IC谐振电路产生共振并且接收电磁波能量．当射频卡接收到足够的能量时，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。
文中提出了一种Mifare1射频卡读卡器系统的设计，此系统是针对煤矿考勤而研制，目前已投人使用．该系统采用AT89S52单片机实现对射频芯片MF RC500的控制，完成对Mifare1卡卡号的读取以及数据的无线交换．下面首先给出系统的总体结构以及工作原理，然后从硬件和软件设计2个方面对系统进行详细讨论和说明．1 系统总体结构及工作原理该读卡器由AT89S52单片机、MF RC500芯片和外围电路组成，与Mifare1卡的数据交换都是通过2者之间的射频场来完成．系统结构如图1所示．系统的工作原理主要是由AT89S52对MF RC500进行控制与通信，MF RC500驱动外同电路对Mifare1卡进行读写操作．具体说来，AT89S52通过串行口接收PC机的指令，完成对卡的操作和整个读写器的管理．MF RCS00负责信号的编码、解码，信号的调制、解调；匹配电路建立读写器同射频卡之间的联系，此部分的设计直接影响到射频功率的大小以及系统的抗干扰能力；Mifare1卡是系统的应用终端．接收读写器的指令并返回指令执行结果。
125KHz非接触式IC卡原理与应用(全)
125KHz非接触式IC卡原理与应用第一部分：基本知识一、简介IC卡（Integrated Circuit Card）经过20多年的发展，已广泛应用于金融、电信、保险、商业、国防、公共事业等领域。
IC卡按外部接口设备的连接方式可分为接触式IC卡和非接触式IC卡（又称射频卡，RFID）两类。
接触式IC卡，就是IC卡与外界进行数据通讯时，芯片的电极触点必须与IC卡读写设备直接连接；非接触式IC卡在使用时则无须与IC卡读写器设备直接连接，而是通过无线电波或电磁感应的方式实现与IC卡读写设备的数据通讯。
在刷卡速度要求高，用卡环境恶劣，污染严重等环境下，非接触式IC卡有着它特有的优势。
非接触式IC卡成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，由于其高度安全保密、通信速率高、使用方便、成本日渐低廉等特点而得到广泛使用，主要应用于智能门禁控制、智能门锁、考勤机以及自动收费系统等。
射频卡与接触式IC卡相比有以下优点：●可靠性高，无机械接触，从而避免了各种故障；●操作方便，快捷，使用时没有方向性，各方向操作；●安全和保密性能好，采用双向验证机制。
读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡验证读写器的合法性。
每张卡均有唯一的序列号。
制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再更改，因此可以说世界上没有两张完全相同的非接触IC卡。
射频卡根据使用频段的不同可分为低频卡和高频卡、超高频卡：●低频卡与读写器间通信使用的频段为低频段, 常用频点有125kHz、134kHz；●高频卡、超高频卡与读写器间通信使用的频段为高频段, 如13.56MHz、915MHz、2.45GHz等。
按工作距离的不同也可分为近距离卡和远距离卡：●近距离卡与读写器之间的有效作用距离为几厘米到几十厘米以内；●远距离卡与读写器之间的有效作用距离可达一到十几米以上。
按操作类型又可分为：低/高频只读型、低/高频无加密读写型、低/高频可加密读写型、多扇区独立加密应用型以及用户自定义分区应用型等。
非接触式IC卡参数
非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。
是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破.卡片在一定距离范围（通常为5—10mm）靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。
1. 非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。
二者之间的通讯频为13.56MHZ。
非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。
另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器,完成一次读写操作。
读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。
2. 非接触性智能卡内部分区非接触性智能卡内部分为两部分：系统区（CDF）用户区（ADF）系统区：由卡片制造商和系统开发商及发卡机构使用。
用户区：用于存放持卡人的有关数据信息。
3.与接触式IC卡相比较,非接触式卡具有以下优点:⑴可靠性高非接触式IC卡与读写器之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障.例如:由于粗暴插卡,非卡外物插入,灰尘或油污导致接触不良造成的故障. 此外,非接触式卡表面无裸露芯片,无须担心芯片脱落,静电击穿,弯曲损坏等问题,既便于卡片印刷,又提高了卡片的使用可靠性.⑵操作方便由于非接触通讯,读写器在10CM范围内就可以对卡片操作,所以不必插拨卡,非常方便用户使用. 非接触式卡使用时没有方向性,卡片可以在任意方向掠过读写器表面,既可完成操作,这大大提高了每次使用的速度.⑶防冲突非接触式卡中有快速防冲突机制,能防止卡片之间出现数据干扰,因此,读写器可以"同时"处理多张非接触式IC卡.这提高了应用的并行性,无形中提高系统工作速度.⑷可以适合于多种应用非接触式卡的序列号是唯一的,制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化,不可再更改. 非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制,即读写器验证IC卡的合法性,同时IC卡也验证读写器的合法性.非接触式卡在处理前要与读写器之间进行三次相互认证,而且在通讯过程中所有的数据都加密.此外,卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件.接触式卡的存储器结构特点使它一卡多用,能运用于不同系统,用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件.⑸加密性能好非接触式IC卡由IC芯片，感应天线组成，并完全密封在一个标准PVC卡片中，无外露部分。
非接触式IC卡读写芯片
非接触式IC卡读写芯片简介非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。
非接触式IC卡是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破.卡片在一定距离范围内(通常为5—10mm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。
对非接触式IC卡的读写操作是通过读写器来完成的，读写器是主控机与非接触式IC卡间进行信息传输和存储甚至运算处理的中间媒介，也叫接口设备、卡接收设备、耦合设备或终端。
非接触式IC卡读写芯片原理非接触式IC卡卡片的电气部分由一个元件和AISC组成，没有其他的外部器件，卡片中的天线是只有线圈，很适合封状到ISO卡片中。
以Mifare为例，读卡器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器的频率相同，这样便产生电磁共振，从而使电容内有了电荷，在电容的另一端接有一个单向通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当储存积累的电荷达到2V时，此电源可为其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器的数据。
其中Mifare的逻辑框图如下图所示。
非接触式读写器包含流向相反的两个信号通道：上部的发送通道和下部的接收通道。
发送通道首先由频率稳定的石英晶体振荡器产生相应工作频率载波信号，该信号将在调制级由已在ASIC段按曼彻斯特或变型密勒或NRZ规则编码的拟发送信息序列进行幅移键控（ASK）调制，最后经功率输出级放大后，由天线发送。
接收通道则首先滤除输入信号中的干扰和噪声。
从高强度的发射驱动信号中提取非接触式IC卡的微弱应答信号，继而放大解调后送ASIC进一步处理。
两个通道传输数据的示意图如下图所示。
特性非接触式识别技术带给我们一个便利接入存储于电子媒体中数据的方式，以13.56 MHz 智能卡读卡器芯片与模块为例：形成MIFARE 接口平台不可或缺的一部份，目前为非接触式与双接口智能卡机制的业界标准符合包括ISO 14443 A、ISO 14443 B 与ISO 15693 等国际化标准相当容易导入设计运作范围达100mm提供RF 数据通信加密选择通过MIFARE 演示系统协助，相当容易进行新型应用的开发典型器件MF RC522特性内置对卡片或标签的信号进行解调和译码的高集成度的模拟电路；采用少量外部元件，即可将输出驱动级接天线；5mm×5mm×0.85mm(HVQFN32)的超小体积；2.5～3.6V的低I电压低功耗设计。
基于RC522的非接触式IC卡读卡器设计
基于RC522的非接触式IC卡读卡器设计一、引言非接触式IC卡技术是一种新兴的智能卡技术，其具有快速、方便、安全等特点，在许多领域得到了广泛应用。
本文基于RC522模块，设计了一种非接触式IC卡读卡器，能够实现IC卡的读取、验证和数据传输功能。
二、硬件设计1.RC522模块RC522模块是一种非接触式IC卡读卡器模块，内置了射频信号的硬件电路和通信协议。
通过与主控芯片的串口通信，可以实现与IC卡的交互操作。
2. Arduino UNO控制器Arduino UNO控制器是一种开源的硬件平台，具有易学易用、开发快速等特点。
通过编写Arduino语言的程序，可以控制各种外设的工作。
3.电源电路为了保证系统的正常工作，需要提供稳定的电源电压和电流。
可以通过将主控芯片的VCC引脚连接到稳定电源上，来实现电源电路的设计。
三、软件设计1.初始化RC522模块首先，需要在Arduino程序中引入MFRC522库并初始化RC522模块。
初始化包括设置模块的SPI引脚和读取器模式等参数。
2.读取UID通过调用MFRC522库中的函数，可以实现读取IC卡的UID（唯一标识符）。
UID可以用于后续的卡片验证和数据传输。
3.卡片验证IC卡的验证过程包括选择卡片、验证密码等步骤。
在Arduino程序中，可以通过调用MFRC522库中的函数来实现。
4.数据传输一旦IC卡验证成功，就可以实现数据的传输。
可以通过读取或写入IC卡的扇区、块来实现对数据的读取或修改。
四、程序流程1.初始化RC522模块和串口通信2.循环读取IC卡3.读取IC卡的UID4.验证IC卡密码5.读取或写入IC卡的数据6.返回步骤2，继续读取下一张IC卡五、总结通过RC522模块与Arduino控制器的组合，可以实现非接触式IC卡的读取、验证和数据传输功能。
本设计具有简单、易实现的特点，可以作为非接触式IC卡读卡器在实际应用中的参考。
以上就是基于RC522的非接触式IC卡读卡器的设计思路和程序介绍，对于感兴趣的人员来说是一个很好的学习和实践项目，可以通过进一步的研究和开发，改进和完善这个设计。
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非接触式 IC 卡读卡器单芯片解决方案
目录:
1.1 非接触式 IC 卡读卡器读写模块介绍
1.2 非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案的组成
1.3 福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块硬件设计思路
1.4福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案优势
1.5 软件设计思路
1.6其他及联系方式
1.1 非接触式 IC 卡读卡器读写模块介绍
NFC技术由非接触式射频识别(RFID演变而来,其基础是 RFID 及互连技术。
近场通信(Near Field Communication ,NFC是一种短距高频的无线电技术,在
13.56MHz 频率运行于 10厘米距离内。
其传输速度有 106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。
目前近场通信已通过成为 ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准与 ETSI TS 102 190标准。
1.2 非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案的组成
NFC 以及 MCU 控制器,30个快速 I/O端口,2个 I2C、3个 UART、2个 SPI, CAN 接口,USB2.0全速通讯接口组成非接触式 IC 卡读卡器读写模块,同时可以做二次开发。
1.3福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块硬件设计思路
1/通过FU32F103CBNFC来实现数据的打包处理,控制NFC的读写部分;
2/ MCU部分:ARM授权, M3内核, 与STM32F103软件完全兼容, 主频96MHZ, 128K Flash, 20KRAM;
3/NFC部分:支持Type A,Type B,Felica协议,性能稳定;
1.4福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案优势
性能优势:射频性能完美,数据加密功能独特,完全优于各竞争对手的集成度, 使得整体成本优势明显。
Ø具备 4000V 的 ESD 抗干扰指标,可省去外置电路板的 TVS 管节省成本。
Ø具备完整的参考程序,可以开源给到客户。
Ø具备完整的硬件 DEMO 板,可以给到客户演示评估。
Ø供货优势:国内晶圆厂,国内封装,供货有保障。
Ø单芯片包含NFC及MCU,产品集成度高,提高生产制造的一致性,稳定性; 降低返修率,最终降低生产制造的综合成本。
1.5软件设计思路
您可以通过联系我们的销售, AE, FAE 获得软件设计指导及方案的完整软件代码; Ø完整的参考程序,软件的整体设计思路等;
Ø整体的硬件设计原理图及 PCB Layout等;
Ø同时也可取得非接触式 IC 卡读卡器读写模块进行测试;
1.6 其他
除了适用于 IC 卡读写器外,也可适用于政府及企事业单位,校园一卡通设备,手持终端,巡更机,等场景。
如果您对我们的方案感兴趣, 可以联系我们的业务咨询, 索取原理图, 开发板或详谈项目事宜。