非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)課件

非接觸式IC卡技術(shù)電子與信息工程學(xué)院非接觸式IC卡技術(shù)電子與信息工程學(xué)院提綱

非接觸式IC卡概述系統(tǒng)構(gòu)成/分類/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)非接觸式IC卡工作原理

能量傳遞/信息傳遞/防沖突非接觸式IC卡芯片技術(shù)

MIFARE1

非接觸式IC卡接口技術(shù)MIFARE1提綱非接觸式IC卡概述為什么要使用非接觸式IC卡?在頻繁操作的場(chǎng)合，如門禁、考勤、小額電子錢包（公交收費(fèi)、食堂收費(fèi)、高速公路收費(fèi)、停車場(chǎng)收費(fèi)）、身份認(rèn)證等場(chǎng)合，接觸式IC卡越來(lái)越明顯的暴露出其弊端：容易磨損操作速度慢使用不方便為什么要使用非接觸式IC卡?在頻繁操作的場(chǎng)合，如門禁、考勤、什么是非接觸式IC卡？

ContactlessICC非接觸式IC卡是在卡中敷設(shè)天線，利用天線的接收發(fā)射，與讀寫器的天線交換信號(hào)，實(shí)現(xiàn)一種無(wú)線通訊，非接觸式IC卡又被稱為射頻卡（RFC——RadioFrequencyCard），簡(jiǎn)稱RF卡，非接觸式IC卡系統(tǒng)被稱為射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFID——RadioFrequencyIdentification）。什么是非接觸式IC卡？

ContactlessICC非接觸非接觸式IC卡系統(tǒng)構(gòu)成非接觸式IC卡：數(shù)據(jù)載體，應(yīng)答器非接觸式IC卡讀寫器：卡接口設(shè)備，閱讀器，尋呼器非接觸式IC卡系統(tǒng)構(gòu)成非接觸式IC卡：數(shù)據(jù)載體，應(yīng)答器

非接觸式IC卡的基本構(gòu)成

非接觸式IC卡：芯片+天線+卡基非接觸式IC卡的基本構(gòu)成非接觸式IC卡：芯片+天線+卡非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡讀寫器的構(gòu)成高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元耦合元件（天線）

非接觸式IC卡讀寫器的構(gòu)成高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、非接觸式IC卡的特點(diǎn)

可靠性高、壽命長(zhǎng)。

非接觸式IC卡與讀寫器之間無(wú)機(jī)械接觸，避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障。非接觸式ID卡表面無(wú)裸露的芯片，無(wú)須擔(dān)心芯片脫落、靜電擊穿、彎曲、損壞等問題，既便于卡片的印刷，又提高了卡片使用的可靠性。

操作快捷便利。動(dòng)態(tài)處理。成本較高。非接觸式IC卡的特點(diǎn)可靠性高、壽命長(zhǎng)。非接觸式IC卡的分類按片內(nèi)IC：存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡、CPU卡按工作距離：密耦合卡、近耦合和疏耦合卡

按工作頻率的高低：125kHz的低頻卡（30kHz~300kHz），13.56MHz的高頻或射頻卡（3MHz~30MHz），915MHz、2.45GHz的超高頻卡（300MHz~3GHz）、5.8GHz的微波卡（>3GHz）。

按卡內(nèi)芯片供電方式：卡內(nèi)帶電池的有源卡和卡內(nèi)無(wú)電池、由讀寫器以無(wú)線感應(yīng)方式供電的無(wú)源卡

按使用過程中的讀寫方式：只讀卡（ID卡）和讀寫卡（帶EEPROM）非接觸式IC卡的分類按片內(nèi)IC：存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡、CPU卡EMID厚卡EMID薄卡PHILIPSMIFARE1卡TI（德州儀器）Tag-it電子標(biāo)簽手表卡與鑰匙扣卡EMID厚卡EMID薄卡PHILIPSMIFARE1不同頻段射頻卡的特點(diǎn)不同頻段射頻卡的特點(diǎn)非接觸式IC卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)非接觸式IC卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)注釋：ICC——集成電路卡CICC——Close-CoupledICC，緊密（密耦合）卡；PICC——ProximityICC，稱為接近（近耦合）卡；VICC——VicinityICC，稱為鄰近（疏耦合）卡。CD——CouplingDevice，是讀寫器中發(fā)射電磁波的部分

注釋：ICC——集成電路卡ISO/IEC14443國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)階段ISO/IEC14443（草案）主要有兩個(gè)體系并存：ISO/IEC14443-TypeA、ISO/IEC14443-TypeB。

TypeA：以PHILIPS公司為代表，包括SIEMENS、HITACHI、GEMPLUS、G&D和Schlumberger等公司

TypeB：以ST（意法半導(dǎo)體）、MOTOROLA、ATMEL、韓國(guó)SAMSUNG和日本的NEC等公司為代表。

ISO/IEC14443國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18000國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)18000-1：物理層18000-2：低于135KHz通信的空中接口的參數(shù)；

18000-3：在13.56MHz通信的空中接口的參數(shù)；18000-4：在2.45GHz通信的空中接口的參數(shù)；18000-5：5.8GHz通信的空中接口的參數(shù)；18000-6：860-960MHz通信的空中接口的參數(shù)；18000-7：433MHz通信的空中接口的參數(shù)；ISO/IEC18000國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)目前13.56MHz的產(chǎn)品主要包括：ISO14443TypeA卡——Mifare1S50卡、UltraLight卡LEGICTypeA卡、上海公交卡即華虹IC卡、復(fù)旦微電子TypeA卡ISO14443TypeB卡——ATMELRF020ISO15693（電子標(biāo)簽）卡——PHILIPSI-Code2、TITag-it標(biāo)簽I-CODE（電子標(biāo)簽）卡——PHILIPSI-Code、上海貝嶺BL75R02SONYFelica卡——香港八達(dá)通、深圳通中國(guó)二代身份證目前13.56MHz的產(chǎn)品主要包括：目前125KHz的產(chǎn)品主要包括：

此外，還包括ATMEL的TEMIC卡系列、TI的低頻標(biāo)簽、HITAG卡等。目前125KHz的產(chǎn)品主要包括：

此外，還包括ATMEL的T非接觸式IC卡工作原理

要解決的三大問題：（1）非接觸卡如何取得工作電壓。（2）讀寫器與IC卡之間如何交換信息。（3）防沖突問題：多張卡同時(shí)進(jìn)入讀寫器發(fā)射的能量區(qū)域（即發(fā)生沖突）時(shí)如何對(duì)卡逐一進(jìn)行處理。

非接觸式IC卡工作原理要解決的三大問題：非接觸式IC卡與讀寫器接口電路非接觸式IC卡與讀寫器接口電路（1）讀寫器發(fā)射激勵(lì)信號(hào)（一組固定頻率的電磁波），數(shù)字信息調(diào)制在該射頻信號(hào)上。（2）IC卡進(jìn)入讀寫器工作區(qū)內(nèi)，被讀寫器信號(hào)激勵(lì)。在電磁波的激勵(lì)下，卡內(nèi)的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可以作為電源為其他電路提供工作電壓，供卡內(nèi)集成電路工作所需。（諧振、整流、濾波、穩(wěn)壓）。（3）同時(shí)卡內(nèi)的電路對(duì)接收到的諧振信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，還原數(shù)字信息，對(duì)信息進(jìn)行分析處理，判斷發(fā)自讀寫器的命令，如需在EEPROM中寫入或修改內(nèi)容，還需將2V電壓提升到15V左右，以滿足寫入EEPROM的電壓要求。（4）IC卡對(duì)讀寫器的命令進(jìn)行處理后，發(fā)射應(yīng)答信息（將應(yīng)答信息調(diào)制到射頻信號(hào)上）給讀寫器。（5）讀寫器接收IC卡的射頻信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)還原出應(yīng)答信息。

（1）讀寫器發(fā)射激勵(lì)信號(hào)（一組固定頻率的電磁波），數(shù)字信息調(diào)初始化與防沖突

（AntiCollion）如果有2張或2張以上的IC卡進(jìn)入讀寫器的工作范圍，稱之為沖突（或碰撞Collion），此時(shí)就需要解決如何對(duì)多張IC卡逐一處理的問題——防沖突

AntiCollion。防沖突方案：位幀防沖突（BitAntiCollision）動(dòng)態(tài)時(shí)隙-ALOHA法（Slotted-ALOHA法）初始化與防沖突（AntiCollion）如果有2張或2張以項(xiàng)目引入——IC卡公交收費(fèi)機(jī)定額收費(fèi)操作方便快捷可顯示余額非法卡或余額不足報(bào)警可將當(dāng)班收款額上傳總站數(shù)據(jù)庫(kù)總站可調(diào)整定額額度?？ㄟz失可掛失。項(xiàng)目引入——IC卡公交收費(fèi)機(jī)定額收費(fèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)之一——卡型選擇接觸式邏輯加密卡

——SLE4406非接觸式ID卡

——EM的4001卡非接觸式邏輯加密卡

——PHILIPS的Mifare卡操作不方便沒有加密邏輯，不安全容易實(shí)現(xiàn)定額收費(fèi)，操作方便快捷，安全性高，通用性強(qiáng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)之一——卡型選擇接觸式邏輯加密卡操作不方便沒有加密邏Mifare1非接觸式IC卡

基本性能指標(biāo)：卡內(nèi)器件：無(wú)線智能卡芯片MifareMF1ICS50+天線線圈標(biāo)準(zhǔn)：遵從ISO/IEC14443TypeA標(biāo)準(zhǔn)工作頻率：

13.56MHz數(shù)據(jù)傳送速率：

106kbit/s（9.4μs/bit）Mifare1非接觸式IC卡基本性能指標(biāo)：Mifare卡與讀寫器之間的信號(hào)

Mifare卡與讀寫器之間的信號(hào)Mifare卡的信號(hào)調(diào)制方式

TypeA與TypeB調(diào)制程度的比較

TYPEA：100%ASKTYPEB：10%ASKMifare卡的信號(hào)調(diào)制方式TypeA與TypeB調(diào)制從讀寫器到卡的調(diào)制與編碼載波:fc=13.56MHz數(shù)據(jù)傳輸速率：13.56MHz/128=106kbit/s（9.4μs/bit）調(diào)制方式：TYPEA用100%ASK，TYPEB用10%ASK，編碼方式：TYPEA用改進(jìn)的MILLER編碼，TYPEB用NRZ編碼（不歸零制數(shù)位編碼）從讀寫器到卡的調(diào)制與編碼載波:fc=13.56MHz從卡到讀寫器的調(diào)制與編碼副載波:fc/16=847.5kHz數(shù)據(jù)傳輸速率：106kbit/s調(diào)制方式：副載波調(diào)制編碼方式：TYPEA用MANCHESTER-ASK，TYPEB用BPSK-NRZ(二進(jìn)制相移鍵控?cái)?shù)位編碼)從卡到讀寫器的調(diào)制與編碼副載波:fc/16=847.5kHMifare1卡片的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

存儲(chǔ)容量：1024×8位字長(zhǎng)（即1KB），存儲(chǔ)介質(zhì)：EEPROM分為16個(gè)扇區(qū)（扇區(qū)0~15）每個(gè)扇區(qū)有4個(gè)塊（Block）塊0、塊1、塊2和塊3。每個(gè)塊有16個(gè)字節(jié)。一個(gè)扇區(qū)共有

16Byte×4=64Byte

Mifare1卡片的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)容量：1024×8位字長(zhǎng)塊功能詳解1）廠商塊地址：扇區(qū)0塊0內(nèi)容：IC卡廠商標(biāo)志。其中：第0~4個(gè)字節(jié)為卡序列號(hào)SN，第5個(gè)字節(jié)為序列號(hào)的校驗(yàn)碼；第6個(gè)字節(jié)為卡容量字節(jié)“SIZE”

；第7，8個(gè)字節(jié)為卡類型號(hào)Tagtype；特性：基于保密性和系統(tǒng)的安全性，這一塊在IC卡廠商編程之后被置為寫保護(hù)，因此該塊不能再?gòu)?fù)用為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊。例：420A7E00368804004481740630373937H

序列號(hào)SN：420A7E00H+校驗(yàn)碼36H

容量字節(jié)SIZE：88H

卡類型號(hào)TagType：0400H

塊功能詳解1）廠商塊塊功能詳解2）數(shù)據(jù)塊每扇區(qū)3個(gè)數(shù)據(jù)塊（扇區(qū)0只有2個(gè)），每塊16字節(jié)?？捎蓞^(qū)尾塊中的存取控制位（accessbits）配置為：

讀寫塊：用作一般的數(shù)據(jù)保存，可用讀/寫命令直接讀/寫整個(gè)塊值塊：用作數(shù)值塊，可以進(jìn)行初始化值、加值、減值、讀值的運(yùn)算，相應(yīng)配用的命令為INC/DEC/RESTORE/TRANSFER命令。通常數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)都是需要保密的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)的讀/寫/加值/減值均需：符合該塊存取條件的要求+通過該扇區(qū)的密碼認(rèn)證。

塊功能詳解2）數(shù)據(jù)塊塊功能詳解3）區(qū)尾塊

每個(gè)扇區(qū)的塊3為區(qū)尾（SectorTrailer）塊：

KEYA（6B）+Accessbits（4B）+KEYB（6B）例：A0A1A2A3A4A5FF078069B0B1B2B3B4B5

密鑰A：A0A1A2A3A4A5H（缺省值）密鑰B：B0B1B2B3B4B5H（缺省值）存取控制位：FF078069H（缺省值）

塊功能詳解3）區(qū)尾塊Mifare1卡存取控制與數(shù)據(jù)區(qū)的關(guān)系

Accessbits（存取控制位）：定義該扇區(qū)中4個(gè)塊的訪問條件，及定義數(shù)據(jù)塊的類型（讀寫或值）Mifare1卡出廠初始化時(shí)，所有扇區(qū)塊3的初始化值均為

A0A1A2A3A4A5FF078069B0B1B2B3B4B5

卡初始化后的存取控制條件為：密碼A永不可讀，校驗(yàn)密碼A或密碼B正確后可以修改；密碼B在校驗(yàn)密碼A或密碼B正確后可讀，可修改；數(shù)據(jù)塊在校驗(yàn)密碼A或密碼B正確后可讀，可修改。

Mifare1卡存取控制與數(shù)據(jù)區(qū)的關(guān)系A(chǔ)ccessb小結(jié)：MIFARE1卡特點(diǎn)一EEPROM存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)提供多應(yīng)用：

1K字節(jié)EEPROM，16個(gè)扇區(qū),4數(shù)據(jù)塊/扇區(qū)，16字節(jié)/塊。用戶可以定義每一個(gè)存儲(chǔ)器塊的訪問條件。每個(gè)扇區(qū)(每應(yīng)用)擁有各自獨(dú)立的密鑰,支持帶密鑰層次的多應(yīng)用。小結(jié)：MIFARE1卡特點(diǎn)一EEPROM存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)提供多應(yīng)Mifare1卡的密碼認(rèn)證方式

Mifare1卡的密碼的認(rèn)證采用了三次相互認(rèn)證的方法，具有很高的安全性。

Mifare1卡的密碼認(rèn)證方式Mifare1卡的密（A）環(huán)：Mifare1卡向讀寫器發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)RB；（B）環(huán)：讀寫器收到RB后向Mifare1卡片發(fā)送一個(gè)令牌數(shù)據(jù)TOKENAB=用讀寫器中存放的密碼加密后的RB+讀寫器發(fā)出的一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)RA；（C）環(huán)：Mifare1卡片收到TOKENAB后，用卡中的密碼對(duì)TOKENAB的加密的部分進(jìn)行解密得到RB’，并校驗(yàn)第一次由（A）環(huán)中Mifare1卡片發(fā)出去的隨機(jī)數(shù)RB是否與（B）環(huán)中接收到的TOKENAB中的RB’相一致；若讀寫器與卡中的密碼及加/解密算法一致，將會(huì)有RB=RB’，校驗(yàn)正確，否則將無(wú)法通過校驗(yàn)；（D）環(huán)：如果（C）環(huán)校驗(yàn)是正確的，則Mifare1卡片用卡中存放的密碼對(duì)RA加密后發(fā)送令牌TOKENBA給讀寫器；（E）環(huán)：讀寫器收到令牌TOKENBA后，用讀寫器中存放的密碼對(duì)令牌TOKENBA中的RA（隨機(jī)數(shù)）進(jìn)行解密得到RA’；并校驗(yàn)第一次由（B）環(huán)中讀寫器發(fā)出去的隨機(jī)數(shù)RA是否與（D）環(huán)中接收到的TOKENBA中的RA’相一致；同樣，若讀寫器與卡中的密碼及加/解密算法一致，將會(huì)有RA=RA’，校驗(yàn)正確，否則將無(wú)法通過校驗(yàn)；（A）環(huán)：Mifare1卡向讀寫器發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)RB；（A）環(huán)：Mifare1卡取隨機(jī)數(shù)RB=1100，KEY1=1010，加密/解密算法：異或，發(fā)送RB給讀寫器（B）環(huán)：讀寫器取隨機(jī)數(shù)RA=0011，KEY2=1010，加密/解密算法：異或，接收RB對(duì)RB加密：TOKENB=RB異或KEY2=0110，發(fā)送TOKENB+RA（C）環(huán)：Mifare1卡片對(duì)TOKENB解密：

RB‘=TOKENB異或KEY1=1100=RB，校驗(yàn)正確；（D）環(huán)：Mifare1卡片對(duì)RA加密TOKENA=RA異或KEY1=1001；（E）環(huán)：讀寫器收對(duì)TOKENA解密：RA’=TOKENA異或KEY2=0011=RA，校驗(yàn)正確（A）環(huán)：Mifare1卡取隨機(jī)數(shù)RB=1100，KEY小結(jié)：MIFARE1卡特點(diǎn)二高保密性：全球唯一SN；密鑰及傳輸密碼保護(hù)，各扇區(qū)密碼獨(dú)立且有三套（KEYSET0、1、2）二個(gè)（KEYA、KEYB）密碼。密碼認(rèn)證采用三次相互認(rèn)證；存取控制位保護(hù)，用戶可以定義每一個(gè)存儲(chǔ)器塊的訪問條件

RF信道數(shù)據(jù)加密小結(jié)：MIFARE1卡特點(diǎn)二高保密性：Mifare1非接觸式IC卡功能組成

Mifare1非接觸式IC卡功能組成POWEROFF狀態(tài)IDLE狀態(tài)READY狀態(tài)ACTIVE狀態(tài)HALT狀態(tài)RESETREQUEST命令A(yù)NTICOLLISION命令啟動(dòng)防沖突循環(huán)讀取卡回送的UID（SN）HALT命令SELECTUID命令應(yīng)用：AUTENTICATION/READ/WRITE/INC/DEC命令WAKEUP

命令MIFARE卡防沖突流程POWEROFF狀態(tài)IDLE狀態(tài)READY狀態(tài)ACTIVE小結(jié)：MIFARE1卡特點(diǎn)三真正的防沖突：卡芯片與讀寫芯片中都內(nèi)嵌防沖突模塊，可實(shí)現(xiàn)真正的（硬件）防沖突，可高速識(shí)別天線范圍內(nèi)的多張卡。小結(jié)：MIFARE1卡特點(diǎn)三真正的防沖突：小結(jié)：MIFARE1卡其他特點(diǎn)高可靠性：無(wú)線通訊鏈路使用各種校驗(yàn)機(jī)制確保數(shù)據(jù)可靠傳輸用戶更方便：卡芯片中內(nèi)建有增值/減值的專項(xiàng)數(shù)學(xué)運(yùn)算電路，非常適合公交/地鐵等行業(yè)的定額收費(fèi)系統(tǒng)小結(jié)：MIFARE1卡其他特點(diǎn)高可靠性：實(shí)訓(xùn)5

MIFARE1卡的讀寫操作與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

按標(biāo)志連接非接觸式IC卡讀寫器的電源線，電源指示燈閃亮一下表示連接正確。注意電源+5V與地不可接反。按標(biāo)志連接非接觸式IC卡讀寫器與PC機(jī)間的通信線，打開MIFARE系列非接觸式IC卡演示軟件MWRF，確認(rèn)通信正常。裝載密碼（LoadKey）操作:在RFDEMO軟件界面中選擇密碼集0（KEYSET0），密碼A（KEYA），將扇區(qū)0-14的密碼A設(shè)置為全F，而將扇區(qū)15的密碼A設(shè)置為全0。啟動(dòng)密碼下載，下載過程中紅色指示燈點(diǎn)亮；下載完畢后紅色指示燈熄滅。

實(shí)訓(xùn)5MIFARE1卡的讀寫操作與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)按標(biāo)志連接MIFARE1卡讀寫操作:

將MIFARE1卡按任意方向置入MIFARE開發(fā)板天線有效工作范圍內(nèi)，對(duì)MIFARE1卡的扇區(qū)0、1和15的塊0、1、2進(jìn)行讀/寫操作。記錄讀取的卡數(shù)據(jù)，標(biāo)明各塊的類型及卡的類型號(hào)、序列號(hào)、容量及各扇區(qū)的密碼和訪問權(quán)限。

注意：不得隨意修改各扇區(qū)塊3的數(shù)據(jù)，特別是訪問權(quán)限字節(jié)，以免造成扇區(qū)被鎖死。

MIFARE1卡讀寫操作:防沖突測(cè)試（1）分別讀出并記錄二張MIFARE1卡（分別記為1#卡、2#卡）的序列號(hào)，及其扇區(qū)0塊1的內(nèi)容，記錄在報(bào)告上。（2）將二張MIFARE1卡同時(shí)放置在讀寫器天線有效工作范圍內(nèi)，在RFDEMO軟件中執(zhí)行讀操作，根據(jù)讀出的SN找出被選中的卡（例如為1#卡）。（3）在RFDEMO軟件中執(zhí)行寫操作，修改扇區(qū)0塊1的內(nèi)容并將數(shù)據(jù)記錄在報(bào)告上。（4）將被選中的卡撤離讀寫器天線有效工作范圍，讀出另一張卡（例如2#卡）的扇區(qū)0塊1的內(nèi)容，并將數(shù)據(jù)記錄在報(bào)告上。（5）取走（4）中的卡，重新讀出并記錄被選中的卡的扇區(qū)0塊1的數(shù)據(jù)，并記錄在報(bào)告上。（6）比較上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明MIFARE1卡是否具備防沖突功能。防沖突測(cè)試存取控制設(shè)置：（1）讀出并記錄扇區(qū)14塊0的內(nèi)容；修改內(nèi)容并再次讀出，記錄修改后的內(nèi)容。說明該塊的存取控制條件。（2）修改扇區(qū)14的存取控制字節(jié)，將扇區(qū)14塊0設(shè)置為校驗(yàn)密碼A/B正確可讀，永不可修改。其他各塊條件不變。（3）重復(fù)（1），說明修改存取控制字節(jié)產(chǎn)生的結(jié)果。（4）將存取控制位恢復(fù)為默認(rèn)值。注意：嚴(yán)禁修改對(duì)塊3的設(shè)置，否則容易錯(cuò)誤將存取控制位設(shè)為永不可寫，將無(wú)法恢復(fù)為默認(rèn)值。

存取控制設(shè)置：存取控制位的結(jié)構(gòu)存取控制位的結(jié)構(gòu)存取控制位對(duì)塊3的控制結(jié)構(gòu)存取控制位對(duì)塊3的控制結(jié)構(gòu)存取控制位對(duì)數(shù)據(jù)塊的控制結(jié)構(gòu)存取控制位對(duì)數(shù)據(jù)塊的控制結(jié)構(gòu)查表3：C1X0=0，C2X0=1，C3X0=0，其他位不變。對(duì)照表1：存取控制字節(jié)=EF078169H將扇區(qū)14塊3的內(nèi)容修改為FFFFFFFFFFFFEF078169FFFFFFFFFFFF查表3：C1X0=0，C2X0=1，C3X0=0，項(xiàng)目設(shè)計(jì)之二——硬件設(shè)計(jì)MCUMIFARE卡讀寫模塊EEPROM存儲(chǔ)器RS232接口顯示報(bào)警天線卡項(xiàng)目設(shè)計(jì)之二——硬件設(shè)計(jì)MCUMIFARE卡EEPROMRSMifare核心讀寫模塊MCM功能：讀寫器MCU與MIFARE卡之間的接口，負(fù)責(zé)讀寫卡，其基本功能包括產(chǎn)生發(fā)送/接收射頻信號(hào)、調(diào)制/解調(diào)、防沖突處理和安全管理。工作頻率：13.56MHz。通信速率：106Kbps

工作距離：MCM200——25mm，MCM500——100mm防沖突：真正的防沖突功能。安全性與可靠性：每個(gè)扇區(qū)設(shè)有3套密碼及其認(rèn)證和密碼存儲(chǔ)器，模塊與卡片通信時(shí)，數(shù)據(jù)加密，多種通信校驗(yàn)機(jī)制接口：標(biāo)準(zhǔn)MIFARE并行接口Mifare核心讀寫模塊MCM功能：讀寫器MCU與MIFAMCM與MCU接口電路

直接用數(shù)據(jù)總線傳送地址和數(shù)據(jù)：MODE、USEALE接高電平，ALE對(duì)接；A0~A3懸空P3.3驅(qū)動(dòng)-CS，即P3.3為低時(shí)選中（激活）MCM200模塊MCM200的-IRQ接P3.2；可用查詢或中斷方式接收MCM發(fā)送的數(shù)據(jù)

MCM與MCU接口電路直接用數(shù)據(jù)總線傳送地址和數(shù)據(jù)：MOD項(xiàng)目設(shè)計(jì)之三——軟件設(shè)計(jì)讀寫器與M1卡交換數(shù)據(jù)的過程：1）由讀寫器MCU（微控制器）發(fā)送指令給MCM，2）MCM執(zhí)行指令并將其轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)發(fā)送給卡；3）卡接收到來(lái)自MCM的指令后，按指令完成其內(nèi)部的各種處理，并回送應(yīng)答信號(hào)/數(shù)據(jù)給MCM；4）MCM接收卡回送的射頻信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出給MCU，讀寫器MCU讀取MCM接收到的應(yīng)答/數(shù)據(jù)，即可完成與M1卡的數(shù)據(jù)交換。項(xiàng)目設(shè)計(jì)之三——軟件設(shè)計(jì)讀寫器與M1卡交換數(shù)據(jù)的過程：MCM基本通信指令集MMCM內(nèi)核特殊寄存器MCMMIFARE卡的讀寫操作步驟

激活MCMMCM軟復(fù)位向MCM下載密碼（LOADKEY），校驗(yàn)傳輸密碼正確后可向MCM的KEY-RAM寫入用戶自己設(shè)定的密碼，以上操作與卡無(wú)關(guān)。請(qǐng)求應(yīng)答（ANSWERTOREQUEST）：尋卡防沖突（ANTICOLLISION）：選擇唯一一張卡選擇標(biāo)記（SELECT）：激活所選擇的卡

認(rèn)證（AUTHENTICATION）：安全性讀寫操作（讀、寫、加值、減值）：交換數(shù)據(jù)

（READ/WRITE/INCREAMENT/DECREMENT）停止（HALT）：置卡為停止模式，防止重復(fù)操作。MIFARE卡的讀寫操作步驟激活MCMSOR/LOADKEYREQUESTANTICOLLISIONREAD/WRITE/INC/DECHALTMIFARE卡操作步驟AUTHENTICATIONSELECT卡應(yīng)答：TAGTYPE（2B）卡應(yīng)答：SN（4B）+校驗(yàn)碼（1B）卡應(yīng)答：SIZE（1B）卡應(yīng)答：AE位SOR/LOADKEYREQUESTANTICOLLISI指令時(shí)序

每個(gè)指令由7個(gè)基本步驟組成，必須按此時(shí)序編程才能完成該指令：（1）初始化，設(shè)置各寄存器，特別是BCNTS和BCNTR。（2）送指令碼到DATA，由MCM發(fā)送指令。（3）

設(shè)置TOC，MCM準(zhǔn)備接收來(lái)自卡的應(yīng)答或數(shù)據(jù)。（4）檢查DV標(biāo)志，查詢數(shù)據(jù)接收是否完成。DV標(biāo)志為”1”表明MCM與MIFARE卡片之間的傳輸已經(jīng)完成，并且主處理機(jī)可能已經(jīng)從MCM中收到數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行下一步操作。而DV=0表示數(shù)據(jù)接收尚未完成或未能接收到數(shù)據(jù)，則程序循環(huán)檢測(cè)DV標(biāo)志直至DV=1。有一種情況例外，既當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，無(wú)論接收是否完成DV都將被設(shè)置為1，同樣將進(jìn)行下一步操作。（5）清零TOC。（6）

檢查出錯(cuò)標(biāo)志，若有標(biāo)志被設(shè)置，則進(jìn)行相應(yīng)的出錯(cuò)處理，例如設(shè)置出錯(cuò)標(biāo)志等，并返回主程序；若沒有標(biāo)志被設(shè)置，表示接收正確，將進(jìn)行下一步操作（7）MCU從DATA讀出MCM接收到的應(yīng)答或數(shù)據(jù)。

指令時(shí)序每個(gè)指令由7個(gè)基本步驟組成，必須按此時(shí)序編程才能完AnswertoRequest（請(qǐng)求應(yīng)答）指令

Request指令將通知MCM在天線有效的工作范圍（距離）內(nèi)尋找MIFARE1卡。命令碼：26H或52H?？ㄊ盏皆撝噶顚⒒厮涂愋吞?hào)作為卡應(yīng)答：TAGTYPE（2個(gè)字節(jié)）AnswertoRequest（請(qǐng)求應(yīng)答）指令ReqWitha“requeststd”(26H)instructiononlycardswhicharenotsetintoa“HALT-mode”willrespondtothisrequest,oritmaybeexpandedtoallcardsinthefieldwitha“requestall”(52H)option.ThefirstoptionisneededtopreventtheMCMfromselectingonecardseveraltimes.Differencebetween

“requeststd”&“requestall”Witha“requeststd”(26H)inst非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件RQT_BE_ERR： ；錯(cuò)誤處理MOVB，#01HSJMPRQT_EXITRQT_TE_ERR：MOVB，#02HSJMPRQT_EXITRQT_EXIT：RETRQT_BE_ERR： ；錯(cuò)誤處理AntiCollision防沖突如果有多于一張的Mifare1卡處在MCM天線的有效工作范圍（距離）內(nèi)，則發(fā)生了沖突。AntiCollision操作使MCM能在多張Mifare1卡中選擇某一張卡。

AntiCollision操作由一個(gè)AntiCollisionLoop（防沖突循環(huán)，內(nèi)部處理）來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)置STACON寄存器中的AC位啟動(dòng)AntiCollision循環(huán)。MCM發(fā)送AntiCollision命令（93H+20H），每張?zhí)炀€范圍內(nèi)的MIFARE1卡接收AntiCollision命令后，都將回送自己的SN作為應(yīng)答。由于每張卡的SN各不相同，MCM接收到的信息（即SN）至少有1位即是0又是1（即該位的前、后半部都有負(fù)載波調(diào)制），防沖突循環(huán)找到第1個(gè)沖突位將其置1（排除該位為0的卡），然后查第2個(gè)，依次排除，最后不再有沖突的SN即為最后讀取的SN。AntiCollision防沖突如果有多于一張的Mifa非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件SelectTag選擇卡片操作

SelectTag操作將選中AntiCollision操作所讀取的SN對(duì)應(yīng)的卡，使該卡進(jìn)入激活狀態(tài)，只有該卡才能進(jìn)行后續(xù)的認(rèn)證及訪問操作。

MCM發(fā)送Select命令（93H+70H+SN及校驗(yàn)碼）卡接收該命令后將MCM發(fā)送的SN與自己的序列號(hào)比較，若一致則該卡被激活（ACTIVE），其他卡則仍留在READY狀態(tài)。被選擇（激活）的卡將回送其容量（SIZE）字節(jié)作為應(yīng)答。SelectTag選擇卡片操作SelectTag操作非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件SEL_TE_ERR： ；錯(cuò)誤處理MOVB，#01HLJMPSEL_EXITSEL_PE_ERR：MOVB，#05HLJMPSEL_EXITSEL_CE_ERR：MOVB，#02HLJMPSEL_EXITSEL_BE_ERR：MOVR7，#0AHLCALLD500USMOVB，#0BHSEL_EXIT：RETSEL_TE_ERR： ；錯(cuò)誤處理Authentication認(rèn)證操作

MCM中設(shè)有專用的密碼存儲(chǔ)器（KEY-RAM），用于存儲(chǔ)3個(gè)密碼集KEYSET0，KEYSET1，KEYSET2，每一個(gè)KEYSET又包含了各個(gè)扇區(qū)的KEYA及KEYB。Authentication操作就是將KEY-RAM中的密碼與卡中對(duì)應(yīng)的密碼進(jìn)行三次相互認(rèn)證。Authentication操作的卡應(yīng)答以AE位給出；

AE=1，密碼出錯(cuò)，未能通過認(rèn)證；

AE=0，密碼正確，通過認(rèn)證Authentication認(rèn)證操作MCM中設(shè)有專用的密Authetication操作包括3個(gè)步驟

1）設(shè)置KEYSTACON寄存器，指定Authetication操作及KEYSET（0、1或2）

2）設(shè)置KEYADDR寄存器，指定Authetication操作、KEYA或KEYB、待認(rèn)證的扇區(qū)號(hào)

3）寫“命令”（60H或61H）和寫“地址”（扇區(qū)號(hào)0~15）到DATA寄存器，啟動(dòng)Authetication操作。Authetication操作包括3個(gè)步驟READ/WRITE操作READ/WRITE均需整塊操作。READ：發(fā)送命令碼30H+塊地址（0~63）接收指定塊的數(shù)據(jù)（16B）通常用2次讀并比較是否一致來(lái)校驗(yàn)是否正確讀WRITE：發(fā)送命令碼A0H+塊地址(0~63)

接收ACK/NAK應(yīng)答來(lái)校驗(yàn)是否正確接收命令發(fā)送塊數(shù)據(jù)（16B）接收ACK/NAK應(yīng)答來(lái)校驗(yàn)是否正確寫入EEPROMREAD/WRITE操作READ/WRITE均需整塊操作。ValueOperate值操作MIFARE卡專門為公交/地鐵等行業(yè)的定額收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)有值操作命令，包括INCREAMENT/DECREAMENT/TRANSFER/RESTORE對(duì)某塊進(jìn)行值操作的前提是該塊已被初始化為“值塊”（ValueBlock)并且AccessBits允許值操作。ValueOperate值操作MIFARE卡專門為公交/值塊的初始化方法：對(duì)某塊按固定的格式進(jìn)行寫操作格式：

address——塊地址（1B）value——值（4B，有符號(hào)）例如，對(duì)塊地址為01H的塊進(jìn)行值塊初始化，初始化值VALUE=00030000H，則數(shù)據(jù)格式為FE01FE0100030000FFFCFFFF00030000高低值塊的初始化方法：對(duì)某塊按固定的格式進(jìn)行寫操作例如，對(duì)塊地址Increment/Decrement/TransferIncrement:addsthespecifiedvaluetothe

memoryvalueDecrement:

subtractsthespecifiedvaluefromthememotyvalueTransfer:

EachIncrementorDecrementinstructionmanipulatingastandardvalueblockhastobefollowedbyaTransferintructionwhichactuallystoresthecalculatedresultinthecardmemory.Untilthen,theresultiskeptinaninternalvaluebufferresgister.Increment/Decrement/TransferIn非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件非接觸式IC卡的工作原理與技術(shù)ppt課件實(shí)訓(xùn)6非接觸式IC卡的讀寫控制

實(shí)訓(xùn)程序?qū)⒆x寫器MCU片內(nèi)RAM中的16個(gè)數(shù)據(jù)寫入卡的一個(gè)數(shù)據(jù)塊，然后將該數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)讀出并存入讀寫器MCU的片內(nèi)RAM中。

MCU采用查詢方式與MCM通信。實(shí)訓(xùn)程序說明：

mode 選擇密碼集KEYSET0、1、2及密碼A、Bsector_nr 認(rèn)證扇區(qū)號(hào)（0~15）

R_H_BUF 讀入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址

R_E_BUF 讀入數(shù)據(jù)暫存區(qū)首地址

W_H_BUF 寫入數(shù)據(jù)區(qū)首地址

R_addr 被讀取的塊地址（0~63）

W_addr 被寫入的塊地址（0~63）