门禁管理系统的射频读卡器的设计.pdf

摘要本文介绍了一种用于门禁管理系统的射频读卡器的设计过程，实现卡上信息的识别 和读取。我主要完成了硬件的设计调试和部分软件的设计和调试工作。对于硬件部分，完成读卡器电路的设计和调试工作。此设计主要运用AT89c52单片 机和MCM200模块实现Mifare 1射频卡的识别和卡上信息的获取。读卡器主要由射频 天线、读卡模块、RS485通信接口及单片机控制系统组成，能读写PHILIPS公司的Mifare 非接触式智能射频卡读卡距离约25mm,当有卡进入射频天线范围内时则读卡内数据并 显示在上位PC机上，通过RS485接口与PC机组成通信网络系统，读卡器平时可独立 工作。MCM200读卡模块，采用内部集成有8K字节Flash程序存储器的AT89c52单片 机作控制器。对于软件部分，要求实现IC卡内部信息的读写以及与上位管理计算机的通信。即 主要通过串口通信程序的设计和调试，最终实现当没有卡进入时显示时钟，有卡进入时 则读卡内数据并将数据显示在电脑屏幕上，通过读卡程序和对DS1302编程实现。此设计最终完成了硬件调试并实现了部分软件基本程序的调试工作,可以在上位PC 机上读取卡上的信息。关键词：门禁管理系统；读卡器；Mifare 1射频卡；单片机ABSTRACTThis thesis introduced the design process of a kind of radio frequency(RF)read card device which used for controlling at entrance guard system.it is used for identifying and reading information.!mainly completed the design and the adjustment of the circuit,the design of parts of software and debugging.For the hardware,1 main completed the design of the reader device circuit and adjustment.This design have implemented identifying Mifare 1 RF card and acquiring the informations in cards using of AT89C52 microcomputer and MCM200 model.The reader is consisted of RF antenna,reader module,RS485 communication interface and microcomputer control system,which can read/write the Mifare conthctless smart card of PHILIPS company,the distance of reading card is 25mm roughly.when the card entered into the scope of radio frequency antenna,the reader device will read the card data and display the data on the PC.Through RS485 interface and PC,constituting the communication network,as reader working independently.MCM 200 uses AT89C52 MCU with 8K byte Flash program memory as controller of reader.For the software,the design requests carrying out the read/write of the information in Mifare card and the correspondence with calculator as managing.Then end realization that the system will display the clock when there is on card entered into the scope of RF antenna;when the card entered into that,the reading card data will be displayed on the screen of computer.The realization of this process is by designing of string correspondence procedure,reading card procedure and DS 1302 procedure.This design completed the work of adjusting hardware,carring out parts procedure of softwares and debugging endly,can be the information of card on the PC.Keywords:entrance guard system;reader device;Mifare 1 RF card microcomputerii目录1绪论.11.1 门禁系统概述.11.2 门禁系统的发展.21.2.1 发展背景.21.2.2 发展现状和方向.22门禁系统结构与配置.42.1 功能管理结构模式.42.2 系统的功能和特点.43硬件电路说明.63.1 电路组成.63.2 电路元件说明.63.2.1 AT89c52 简介.63.2.2 MCM200 模块说明.103.2.3 AT24c256 简介.183.2.4 DS1302 简介.223.2.5 X5045P 简介.253.3 Mifarel 卡简介.283.4 电路模块说明.293.4.1 开锁模块.293.4.2 报警模块.293.4.3 数据存储模块.303.4.4 读卡模块.313.4.5 时钟模块.323.5 外围电路的连接.324软件介绍.344.1 KEIL 简介.344.1.1 8051开发工具.344.1.2 uVision2 集成开发环境.34in4.1.3 编辑器及调节器.354.1.4 C51 编译器.355程序设计.375.1 读卡程序.375.2 时钟模块.385.2.1 读时钟数据及处理.38结论.42致谢.43参考文献.44附录A英文原文.45附录B 中文翻译.52IV1绪论1.1 门禁系统概述门禁，又称出入管理控制系统。是一种管理人员进出的数字化管理系统。常见的门 禁系统有：密码门禁系统，非接触IC卡(感应式IC卡)门禁系统，指纹虹膜掌型 生物识别门禁系统等的总称。密码门禁系统由于其本身的安全性弱和便捷性差已经面临 淘汰，生物识别门禁系统安全性高，但成本高，由于拒识率和存储容量等应用瓶颈问题 而没有得到广泛的市场认同。现在国际最流行最通用的还是非接触IC卡门禁系统。非 接触IC卡由于其较高的安全性，最好的便捷性和性价比成为门禁系统的主流。此设计 是针对非接触IC卡而设计的门禁系统。门禁系统属于智能弱电系统中的一种安全防护系统。它作为一种新型现代化安全管 理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体。门禁系统通过在建筑物内的主要 出入口、电梯厅、设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、电控锁或控制器、读卡器等控制装置，由计算机或管理人员在中心控制室监控，能够对 各通道口的位置、通行对象及通行时间、方向等进行实时控制或设定程序控制，从而实 现对出入口的控制。采用刷卡的方式识别进出人员的身份，还起到考勤的作用，因此有 很广泛的扩展性。随着网络信息技术的发展，越来越多企业建立了网络系统并进人世界 网组织。企业将管理挂接在网络上，以求实现简单化、无人化、智能化系统的发展。门 禁系统(ACCESS CONTROL)出入口安全管制系统在各企业的安全防范中占有举足轻 重的地位，其应用领域越来越广，已完全超出其“出人口安全管制”的概念。具体特点如 下：1.设置多种不同权限的管理员，可对系统实现多级化管理；2.可根据客户要求采用多种授权模式，根据场所的不同防范级别可定义为卡，卡加 密码，多卡组合等权限。所有人员通过部门，门禁机组，时间段，时间组的不同组合可 设置为各种使用权限，管理起来非常方便；3.对于控制器和人员数量没有限制，无论多大的系统都可以使用；4.具有进出数据实时监控功能，所有原始资料都存储于管理PC中，具有很高的安 全性；5.很容易实现跨区域组网，并支持远程管理和维护。门禁系统一般由门禁控制器、门禁读卡器、卡片、电控锁、门禁软件、电源和其他 相关门禁设备几部分组成。门禁控制器：门禁控制器是门禁系统的核心部分，其功能相当于计算机的CPU,它 负责整个系统的输入、输出信息的处理和储存、控制等。它验证门禁读卡器输入信息的 可靠性，并根据出入规则判断其有效性，如若有效则对执行部件发出动作信号。门禁控 制器性能的好坏直接影响着系统的稳定，而系统的稳定性直接影响着客户的生命和财产 的安全。门禁读卡器：读取卡片中的数据与生物特征信息，并将这些信息传送到门禁控制器。卡片：门禁系统的开门电子钥匙，这个“钥匙”可以是磁卡、IC卡、ID卡和其他 相关功能的卡片（卡片上能打印持卡人的个人照片，开门卡、胸卡合二为一）。电控锁：门禁系统的执行部件，电控锁通常在断电时呈开门状态，以符合消防要求,并配备多种安装结构类型供客户选择使用。按单向的木门、玻璃门、金属防火门和双向 对开的电动门等不同技术要求可选取不同类别的电控锁。门禁软件：负责门禁系统的监控、管理、查询等工作。管理人员可通过调整可以扩 展完成巡更、考勤、人员定位等功能。1.2门禁系统的发展1.2.1 发展背景1994年RFID卡（射频卡）进入中国，引发了中国RFID卡的应用革命。在国内，其应用领域越来越广，涉及各行各业。为适应RFID系统发展需求，RFID卡经历了磁 卡、接触式IC卡、非接触式ID卡、非接触式可读写IC卡的变革。为了适应高安全度 的要求，门禁系统经历了 RFID卡门禁、指纹门禁、面部识别门禁系统的变革。为了适 应小区、智能大厦的防范系统，门禁系统由单一的门禁功能发展到门禁、考勤、消费、巡更、三表抄送等综合性一卡通系统。为适应远距离感应的要求，国内出现了有源卡、微波卡远距离感应系统。1.2.2 发展现状和方向目前国内门禁系统的应用已很广泛，对于一些智能大厦，智能小区，要实现远距离 感应停车和近距离刷卡门禁、消费，实现小区内一卡通系统，国内目前无特定的解决方2案。目前国外生产的门禁系统安全性较高，但是价格昂贵，感应式门禁系统控制器的价 格从4000到3万元不等，包括读卡器、门锁、控制器、软件在内的一套系统报价在万 元以上。国内生产的感应式门禁系统和指纹门禁系统价格较国外同类产品价格低大约 10%-50%,但系统的可靠性稍差。高级智能型门禁控制系统是当前门禁系统的重要发展方向，高级智能型门禁系统是 一种联网式门禁系统，功能也比较完善。但对于一般的企业、住宅小区来说，并不是最 理想的选择，这种门禁系统常用于国防、军事等单位。32门禁系统结构与配置2.1 功能管理结构模式模式一：单向感应式（读卡器+控制器+出门按钮+电锁）使用者在门外出示经过授权的感应卡，经读卡器识别确认合法身份后，控制器驱动 打开电锁放行，并记录进门时间。按开门按钮，打开电锁，直接外出。适用于安全级别一般的环境，可以有效地防止外来人员的非法进入。是最常用的管 理模式。模式二：双向感应式（读卡器+控制器+电锁）使用者在门外出示经过授权的感应卡，经读卡器识别确认身份后，控制器驱动打开 电锁放行，并记录进门时间。使用者离开所控房间时，在门内同样要出示经过授权的感 应卡，经读卡器识别确认身份后，控制器驱动打开电锁放行，并记录出门时间。适用于安全级别较高的环境，不但可以有效地防止外来人员的非法进入，而且可以 查询最后一个离开的人和时间，便于特定时期（例如失窃时）落实责任提供证据。模式三：卡+密码式：刷完卡后，必须输入正确的密码，才能开门。密码是个性化的密码，即一人一密码。这样做的优点在于，用于安全性更高的场合，即使该卡片给人拣到也无法进入，还需要 输入正确的密码。并且可以方便地进行模式的设置，例如对于同一个门，有些人必须卡+密 码才允许进入，有些人可以刷卡,无需密码就可以进入，特定的人输入密码即可放行。2.2 系统的功能和特点1.可以树立公司、大厦或机关办公场所规范化管理形象，提高管理档次，同时规 范化内部的管理体制。2.一张感应卡可以代替所有的大门钥匙，且具有不同的通过权限，授权持卡进入 其职责范围内可以进入的门。所有的进出情况在电脑里都有记录，便于针对具体事情的 4发生时间进行查询，落实责任。3.可以将不受欢迎的人员拒之门外，例如可以杜绝传销、保险等行业的业务员在 未经许可的情况下擅自闯入您的办公室，干扰您正常的办公秩序。同行的竞争者不会轻 易地进入您的办公或开发场所顺手拿走您的业务资料或核心技术资料。4.如果员工的感应卡遗失可以在系统内及时挂失，这样即使其他人捡到了该感应 卡也无法进入公司，这样相对与普通机械锁要方便得多，您不必为了安全起见重新换锁,为每个人重新配钥匙。对于辞职或开除、离开的人员感应卡采用禁用的方式，该员工以 后都无法进入公司进行窃取或破坏等报复活动，如果您不采用感应卡门禁管理方式，恐 怕为了以防万一必须多次更换大门的锁。5.采用先进的国际内部加密协议，外人无法通过机械或其他高科技方法打开您的 电锁进入您的场所。而其他诸如密码门禁，机械锁都无相应安全机制，可以通过电路短 路或万能钥匙轻易进入您的场所。6.可以进行软件强制性操作，例如您在办公室里正进行秘密重大的协商或电话，不想被人打扰，您可以通过软件的功能强制门关闭，这样即使授权的持卡人员也无法进 入，进行完毕后，您可以通过软件恢复系统正常。7.基于Windows的全中文操作系统，界面友好，操作方便简单。普通文员就可以 胜任相应管理软件操作。8.系统扩展性好，具有联网功能，您可以随时以低成本升级增加新的控制门。9.建议采用原装全天候读卡器，防水防静电，确保系统的稳定运行。系统对设备 的故障进行自检和跟踪监测，并有灯光提示，以便维护人员及时维修。系统运行时无需连 接专用电脑，停电时系统信息不遗失，并可以配备UPS后备电源，维持系统的正常运 作。优质的产品和完善的售后服务体系免除您的后顾之忧。10.可以实时监控门的状态和感应卡执卡者的出入状况，并可以比较显示照片，避 免非法持有者冒充进入。53硬件电路说明3.1 电路组成门禁系统主要由以下几部分硬件电路组成：读卡器、射频卡、门禁控制器、电锁、485/232信号转换器、管理软件、开门按钮、电源。各部分的功能如下：3.2 电路元件说明1.读卡器：通过射频感应原理，识别感应卡内置加密卡号。2.感应卡：存储用户的不可复制和解密的ID号。3.门禁控制器：存储感应卡权限和刷卡记录，并中央处理所有读卡器上传信号，负责 和计算机通讯和其他数据存储器协调，配合管理软件的智能处理中心。4.电锁：电动执行机构。5.485/232信号转换器：对所有数据存储器进行联网和远距离通讯。6.管理软件：通过电脑对所有单元进行中央管理和监控，进行相应的时钟、授权、统 计管理工作。7.开门按钮：出门可以设置为按按钮出门。8.电源：提供系统运作电源和电锁的执行结构的电源供应。此设计主要是完成门禁读卡器的设计，其硬件电路主要由五大元件组成，分别是：AT89C52,MCM200,DS1302,AT24C256,X5045P。现介绍如下：3.2.1 AT89C52 简介AT89c52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含 8k bytes的可擦写的只读程序存储器(PEROM)和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单 元，功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制场合。1.功能特性概述6AT89c52提供以下标准功能：8k字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM,32 个I/O 口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信 口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89c52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两 种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM,定时7计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并 禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位山。2.引脚功能说明AT89C52的引脚如图3.1：愿9 m d ziv女 aN0UN gvszd s w z z d nd z u z d293031323334353?37H39P2.5/A13 P3.5-T1P2.6/A14P2.7/A15 PSEN ALE/PROG NC eaTvpp P0.7/AD7 P0.6/AD6 P0.5/AD5P3.4JT0 P3.3/INT1 P3.2/INT0 P3.17TXDNC P3.0/RXD RST Pl.7 Pl.6171615141311To 厂 宜PU.4/AD4bld mid xm g i dEQIdON 00 nd lowlod zowzod EOWEodPl.5寻平图3.1 AT89c52的弓|就时非歹IJ(1)Vcc：电源电压(2)GND：地(3)P0：P0 口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口 P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低8位)和数据 线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0 口接受指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，7要求外界上拉电阻。（4）P1：P1 口是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O 口，P1的输出缓冲级可 驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把 端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引 脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IlL）。与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可以作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）,参见表 3.1。表3.1 P1.0和P1.1的第二功能弓1脚号功能特性P1.0T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入）时钟输出P1.1T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）Flash编程和程序校验期间，P1接受低8位地址。（5）P2 口：P2 口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级 可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口 P2写“1”，通过内部的上拉 电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（显）。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXRI指令）时，P2 口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI 指令）时，P2 口输出P2锁存器的内容。Falsh编程和校验时，P2亦接受高位地址和一些控制信号。（6）P3：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级 可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上 拉电阻拉高并可作为输入输出口，此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（近）。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能，见表3.2所示。止匕外，P3 口还可接受一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。（7）RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上的高电 平将使单片机复位。（8）ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固8表3.2 P3 口的第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INTO（外中断0）P3.3INT1（外中断1）P3.4TO（定时/计数器0）P3.5T1（定时/计数器1）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数 据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（欣6不）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的DO位置位，可禁止 ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。止匕外，该引脚 会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。（9）函函：程序存储允许（国函）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89c52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次函函有效，即 输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两个函函信号。（10）EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为 OOOOH-FFFFH）,正端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是 使用12V编程电压Vpp。（11）XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。（12）XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。（13）特殊功能寄存器：在AT89c52片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器（SFE）。并非 所有的地址都被定义，从80HFFH共128个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没 9有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也丢 失。因此不应将数据“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的 功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。AT89c52除了与AT89c51所有的定时/计数器0/计数器1外，还增加了一个定时/计数 器2。定时/计数器2的控制和状态位于T2coN和T2MoD,寄存器对（RCA02H、RCAP2L）是定时器2在16位捕获方式或16位自动重载方式下的捕获/自动重载寄存器。（14）中断寄存器：AT89c52有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中 断源的每一个可定为2个优先级。（15）数据寄存器：AT89c52有256个字节的内部RAM,80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠的，也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上 它们是分开的。当一条指令访问7FH以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也 即寻址方式决定是访问高128字节RAM还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址 方式则为访问特殊功能寄存器。3.2.2 MCM200模块说明Mifare Core Module是MCM的全称，意为Mifare核心模块。Philips公司的MCM主要有两种产品型号，为MCM200和MCM500。MCM200模 块主要应用于对卡片操作距离在25mm的卡片读写器中。这两种智能模块均被用于读写 Mifare 1非接触式IC智能射频卡的读写器中，负责读写器中对非接触式IC智能射频卡 片的读写等功能，一般在读写器中还必须有MCU（微处理单片机）来对MCM进行控 制，及对读写器的其他方面进行控制。例如对键盘、显示、通信等部分的控制等等。Mifare所具有的独特的MIFARE RF（射频）非接触式接口标准已被制定为国际标准：ISO/IEC 14443 TYPE A 标准。1.MCM200模块特性采用标准的双列直插式32引脚封装；工作频率为13.56MHZ,采用标准的+5V电源供电，典型电流消耗为40MA；10读写卡片距离可达25mm以上；与卡片的通信速率可达106kbps；每个扇区均包含有3套密码，同时包含有认证密码用的存储器；有防卡片重叠功能；带有16字节的FIFO（先进先出）队列接收/发送缓冲寄存器；在模块与卡片通信时可自动侦查错误，对数据流可自动分析；可对RF（射频）通道进行自动监控；有内建8位/16位CRC协处理器，可提供CRC、PAPITY等数据校验；支持多种方式的活动天线，并且不需天线调节系统即可对天线进行补偿调节;带有标准的Mifare并行接口可直接由标准的MCU接口信号控制。2.MCM200的引脚排列（见图3.2）图3.2 MCM200的引脚排列3.MCM的硬件内核寄存器描述MCM是通过MCM内核特殊的内存寄存器的读写来控制MCM的。这些寄存器位 于MCM中的ASIC（特殊应用IC）的内部。共有16个寄存器可存取。在对MCM进行 读/写操作时，各寄存器担负着不同的功能和作用，并且不是所有的寄存器都是可写或可 读的，即有些寄存器只能读而不能写，有些则反之。读取MCM,一般的指向MIFARE 1卡请求。MCM实际上是MCU与非接触式IC 智能（射频）卡之间信息（数据）交换的“中间人”。任何读取卡片上的数据，或写进 11卡片上的数据均通过MCM来传递。写MCM意味着去控制MCM,MCM中ASIC内核 特殊寄存器见表3.3。表3.3 MCM-ASIC内核特殊寄存器寄存器名地址读（READ）写（WRITE）DATAOOH 0READ-BYTEWRITE-BYTESTACON01H 1DV TE PE CE BE AESORRFS11NRFACENABLE02H 2N/A1PRCECR-BCNTS03H 3N/ABIT-COUNT-SENDBCNTR04H 4N/ABIT-COUNT-RECEIVEBAUDRATE05H 5N/A一一一一111BRTOC06H 6N/ATIMEOUT-COUNTERMODE07H 7N/A11000P2PlP0CRCDATA08H 8CRC-BYTE-REDACRC-BYTE-WRITECRCSTACON09H 9CV CZC8-CRKEYDATAOAH 10N/AKEY-BYTE-WRITEKEYATACONOBH 11AL0KS1KSOKEYADDROCH 12N/AALABA5A4A3A2AlAOODH 13RCODEOEH 14N/A-00RC1RCOOFH 154.特殊寄存器说明(1)DATA寄存器 地址：00H任何传递到MIFARE 1卡的数据或来自MIFARE 1卡的数据都必须分别被写入 DATA寄存器或从DATA寄存器中读出。例如，MCU向卡片写数据Xi,则Xi必须首先 被写入到DATA寄存器中，然后在MCM与Mifare 1卡片进行通信，由卡片上的ASIC 将DATA寄存器中的数据读取并存放在指定的卡片上的存储器中，从而完成MCU向 MIFARE 1卡片写数据的过程。反之亦然。12DATA寄存器中有一个16BYTE的FIFO（先进先出）队列寄存器。数据写到DATA 寄存器后，被存放在这个16BYTE的FIFO（先进先出）队列寄存器中，等待向卡片上 或MCU传送。如要进行传送DATA寄存器中数据，则首先必须先设定要传输多少位（BIT）或多少字节（BYTE）,即必须对BCNTS寄存器进行有效的正确设置，以确定 有多少字节将要被传送。当卡片上的数据流接受结束或没有被接受时，STACON寄存器中的DV标志被置位“1”，并且MCM上的引脚NIRQY也将由“HIGH”变为“LOW”。如果设置了 DV-bit,则STACON寄存器中的error-bits（出错位）将被设置。如果没有相关的error-bit被设置,则FIFO寄存器中的数据将被假设为正确，且可以被读出。（2）STACON寄存器 地址：01HSTACON STATUS CONTROL（状态控制）的缩写，是一个状态控制寄存器。将数据写到STACON寄存器中将对MCM进行状态控制，见表3.4。表3.4 STACON寄存器中数据对MCM的控制Command Name（命令名）Relevant Error Flags（相关的出错标志）Answer to Request（Request 应答）TE,BEAnti Collision（防重叠）TE,BESelect Card（卡片选择）te,be,pe,ceAuthentication（认证）te,be,pe,aeRead Command（读命令）TE,BERead DATA（读数据）te,be,pe,ceWrite Command（写命令）TE,BEWrite DATA（写数据）TE,BEInCR/DeCR/Rest Command（增/减/复位）TE,BEInCR/DeCR/RestValue（增/减/复位 值）TE,BEHalt（停机）TE,BE注意，送到卡片上的所有的命令和数据都提供奇/偶校验（parity）和CRC检查（但“REQUEST”命令操作除外）。这是由卡片上的ASIC负责检查。（3）ENABLE寄存器 地址：02HENABLE寄存器的设置将影响卡片在通信时对parity和CRC的校验。在ENABLE13寄存器中有针对parity和CRC校验的复位允许位（reset ENABLE bits）。对ENABLE寄存器进行写操作，将执行对parity和CRC块的控制。见表3.5。表3.5 EBABLE寄存器对parity和CRC块的控制Bit Name 位名Name名称Function 功能PRParity reset（Parity 复位）“0”无效“1 _复位parity块，自动清除CECRC ENABLE（CRC使能）“0”一关闭CRC发生器及校验“1”-打开CRC发生器及校验CRCRC Reset（CRC复位）“0”-无效“1”一复位CRC块，自动清除在对MCM进行编程的开始时，必须对ENABLE寄存器进行写操作，即必须将CE 位关闭。仅当执行“Select”命令操作时才打开CE位。由于MCM在电源接通时或在任 何数据通信开始时，都会复位parity和CRC块，因此无须额外地去执行这一操作。（4）BCNTS寄存器，地址：03HBCNTS是英文Bit-Counter-for-Sending的缩写，意为传送时的位计数器（寄存器）。这里的传送指的是CPU向MCM的DATA寄存器写数据。因此BCNTS寄存器实际上是 一个字节发送控制器，它控制了 MCU向DATA寄存器中写进的数据字节数目。例如，设置BNTRS=10H,则可向MCM的DATA寄存器写进的数据字节数目为2个（8位字 长的数据，因为总的bit数目=10H=16D）,多余的数据，MCM将不予接收。由于BCNTS寄存器是控制向DATA寄存器写数据的字节数目，因此这一操作必须在数 据写入DATA寄存器之前完成。使用二进制代码操作。在大量的字节数据被写入DATA 寄存器之后，MCM自动地与卡片进行通信。写入DATA寄存器的bits数量由BCNTS 寄存器制定、保持。（5）BCNTR 寄存器 04HBCNTR是英文Bit-Counter-for-Receiving的缩写，意味接收时的位计数器（寄存器）。与BCNTS寄存器相反,BCNTR寄存器控制了 MCU读取DATA寄存器的数据字节数目。例如，设置BCNTR=20H,则可向MCM的DATA寄存器读取的数据字节数目为4个（8 位字长的数据，因为总的bit数目=20H=32D）,多余的数据，MCM将不予理会。由于 14BCNTR寄存器是控制向DATA寄存器读取数据的字节数目，因此这一操作必须在读 DATA寄存器之前完成。使用二进制代码来操作。BCNTR寄存器中的值将与实际接收 到的数据字节相比较，如果有差别，则STACON寄存器中的BE标志被设置。(6)BAUDRATE寄存器 地址：05HBAUDRATE意为数据传输到卡片上或卡片上的数据传到MCM时通信的位速率。虽然BAUDRATE寄存器的后四位相关与指定的位速率，但是实际有用于MIFARE 1卡 的只是最后一位。BAUDRATE寄存器的设置将直接影响着MCM与Mifare 1卡片之间 的数据通信速率。MCM中有一个时钟发生器。写数据至BAUDRATE寄存器，可以控 制时钟发生器(CLOCKGENERATOR)。位速率的计算公式见公式(3.1)：Tbit=8(BRX+2)13.56(US)(3.1)如果 BRX=0 x0Eh 贝U有：tbit=9.44(us)=l/105.94kHz上述BRX=0 x0Eh为对BAUDRATE寄存器进行设置的推荐值(MIFARE 1)卡来说 BRX值大约为OxOEh,即初始化时BAUDRATE寄存器应设置为：“0000 IHOb”=OEh0(7)TOC寄存器 地址：06HTOC是Time OutCounter(定)时间溢出记数器)的缩写。对TOC寄存器的设置即 对定时时间的控制。写数据至TOC寄存器，可以控制定时溢出记数器。在完成写数据 到DATA寄存器，定时溢出计数器应该经常被初始化。但有个例外，即在认证操作(AUTHENCATION)的开始时段，定时溢出计数器应该在存取“KEYSTACON”和“KEYADDR”寄存器之后，在存取DATA寄存器之前被初始化。一般地在读取(READ)和保存(SAVE)了 STACON寄存器中的数据之后，定时溢出计数器必须被关闭。(8)MODE寄存器 地址：07HMODE意为在与卡片数据相互往来时的数据编码模式(MODE of DATA coding)o MODE寄存器的设置控制了 MCM在与卡片上数据相互通信时的数据编码模式。MODE寄存器的每一位都与数据通信模式有关，但在使用MIFARE 1卡时，只有最 后3位(BITS)最为关联。写数据MODE寄存器，可以控制接收器和发生器。通信时 的脉冲长度(pauselength)(宽度)的计算公式见公式(3.2)：Tpause=(13+p)/6.78(us)(3.2)MODE寄存器中的P2、P1及P0位决定了在NPAUSE0和NPAUSE1引脚上的各自的脉15冲宽度。脉冲宽度的可变范围在23us之间。在使用MIFARE卡时，P2、P1及P0 位应被设置为Ulb或HOb。(9)CRCDATA寄存器 地址：08H被计算CRC的数据必须被写入CRCDATA寄存器中，计算后的CRC必须从 CRCDATA寄存器中读出。在写入一个BYTE(字节)至(J CRCDATA寄存器后，计算将 开始。计算完成后，STACON寄存器以得到CRC之前，或在检查CZ标志之前，都必 须先读取CV标志，检查CV标志。(10)CRCSTACON 寄存器 地址：09HCRCSTACON寄存器是指CRC处理器状态和控制寄存器。写数据到CRCSTACON 寄存器中，即执行对CRC-处理器的控制。见表3.6。表3.6对CRCSTACON寄存器写数据才空制CRCBit Name（位名）Name(名称)Function（功能）C88-bit-CRC“0”一选择16位CRC处理器“1”一选择8位CRC处理器CRECRE（CRC-复位）“0”一无效“1”一复位CRC处理器读取CRCSTACON寄存器后用户将知道CRC处理器数据传输的状态。当标志被设置为“1”时，标志被激活。见表3.7表3.7