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此次使用RC522模块和S50卡实现近场通讯功能(开发板与RC522通讯方式为硬件SPI),就实践过程中的一些知识点进行总结:
RC522模块和M1卡要点介绍;
驱动代码;
出现问题及解决方法;
S50 卡内置了几组线圈,读写器向卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个 LC 串联谐振电路,其频率与 读写器发射的频率相同,在电磁波的激励下,LC 谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接有一个单向导通的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内储存,当所积累的电荷达到 2V 时,此电 容可做为电源为其它电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。
RC522 模块提供了两种通信接口,分别是 I 2C 串行通信、SPI 串行通信。数据传输顺序为先传高位,再传低 位。在 I 2C 串行通信模式下,支持快速模式(400Kbit/s)和高速模式(3400Kbit/s)。在 SPI 串行通信模式下,最 大的传输速度为 10Mbit/s,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。
本实验用的是SPI接口,时钟主频84MHZ,所以分频系数最小8分频。
RC522 模块通过标准的 SPI 通信接口与 MCU 进行数据传输,使用标准 SPI 通信协议对 RC522 进行操作, 就可以完成对卡片进行读取和写操作。
存储结构:
其中第0扇区的块0是用于存放厂商代码的,已经固化,不可更改,为32位(4Bytes);
每个扇区的块0、块1和块2位数据块,可用于存储数据,每块16个字节(只有S50卡是这样);
每个扇区的块3位控制块,包含了密码A、存取控制、密码B,具体结构如下图所示;
原理:
读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个LC串联谐振电路,其频率与读写器发射的频率相同,在电磁波的激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接有一个单向导通的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内储存,当所积累的电荷达到2V时,此电容可做为电源为其它电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。
(1)寻卡
(2)防冲突
在很多应用场合,读写器要在很短时间内尽快识别多个标签。由于读写器和标签通信共享无线信道,读写器或标签的信号可能发生冲突,使读写器不能正确识别标签,即发生了碰撞(Collision),
(3)选卡
选择被选中的卡的序列号,并同时返回卡的容量代码。
(4)操作卡
选定要处理的卡片之后,读写器就确定要访问的扇区号,并对该扇区密码进行密码校验,在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。(在选择另一扇区时,则必须进行另一扇区密码校验。)
复位应答(Answer to request)
M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的,当有卡片进入读写器的操作范围时,读写器以特定的协议与它通讯,从而 确定该卡是否为M1射频卡,即验证卡片的卡型。
防冲突机制 (Anticollision Loop)
当有多张卡进入读写器操作范围时,防冲突机制会从其中选择一张进行操作,未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡,该过程会返回被选卡的序列号。
选择卡片(Select Tag)
选择被选中的卡的序列号,并同时返回卡的容量代码。
三次互相确认(3 Pass Authentication)
选定要处理的卡片之后,读写器就确定要访问的扇区号,并对该扇区密码进行密码校验,在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。(在选择另一扇区时,则必须进行另一扇区密码校验。)
RC522.h
- #ifndef __RC522_H
- #define __RC522_H
- #include "stm32f10x.h"
- #include "stm32f10x_spi.h"
- #include <string.h>
- #include <stdio.h>
-
- /*******************************
- *连线说明:
- *1--SDA <----->PA4
- *2--SCK <----->PA5
- *3--MOSI <----->PA7
- *4--MISO <----->PA6
- *5--悬空
- *6--GND <----->GND
- *7--RST <----->PB0
- *8--VCC <----->VCC
- ************************************/
-
- //MF522命令代码
- #define PCD_IDLE 0x00 //取消当前命令
- #define PCD_AUTHENT 0x0E //验证密钥
- #define PCD_RECEIVE 0x08 //接收数据
- #define PCD_TRANSMIT 0x04 //发送数据
- #define PCD_TRANSCEIVE 0x0C //发送并接收数据
- #define PCD_RESETPHASE 0x0F //复位
- #define PCD_CALCCRC 0x03 //CRC计算
-
- //Mifare_One卡片命令代码
- #define PICC_REQIDL 0x26 //寻天线区内未进入休眠状态
- #define PICC_REQALL 0x52 //寻天线区内全部卡
- #define PICC_ANTICOLL1 0x93 //防冲撞
- #define PICC_ANTICOLL2 0x95 //防冲撞
- #define PICC_AUTHENT1A 0x60 //验证A密钥
- #define PICC_AUTHENT1B 0x61 //验证B密钥
- #define PICC_READ 0x30 //读块
- #define PICC_WRITE 0xA0 //写块
- #define PICC_DECREMENT 0xC0 //扣款
- #define PICC_INCREMENT 0xC1 //充值
- #define PICC_RESTORE 0xC2 //调块数据到缓冲区
- #define PICC_TRANSFER 0xB0 //保存缓冲区中数据
- #define PICC_HALT 0x50 //休眠
-
- #define DEF_FIFO_LENGTH 64 //FIFO size=64byte
- #define MAXRLEN 18
-
- //MF522寄存器定义
-
- // PAGE 0
- #define RFU00 0x00
- #define CommandReg 0x01
- #define ComIEnReg 0x02
- #define DivlEnReg 0x03
- #define ComIrqReg 0x04
- #define DivIrqReg 0x05
- #define ErrorReg 0x06
- #define Status1Reg 0x07
- #define Status2Reg 0x08
- #define FIFODataReg 0x09
- #define FIFOLevelReg 0x0A
- #define WaterLevelReg 0x0B
- #define ControlReg 0x0C
- #define BitFramingReg 0x0D
- #define CollReg 0x0E
- #define RFU0F 0x0F
- // PAGE 1
- #define RFU10 0x10
- #define ModeReg 0x11
- #define TxModeReg 0x12
- #define RxModeReg 0x13
- #define TxControlReg 0x14
- #define TxAutoReg 0x15
- #define TxSelReg 0x16
- #define RxSelReg 0x17
- #define RxThresholdReg 0x18
- #define DemodReg 0x19
- #define RFU1A 0x1A
- #define RFU1B 0x1B
- #define MifareReg 0x1C
- #define RFU1D 0x1D
- #define RFU1E 0x1E
- #define SerialSpeedReg 0x1F
- // PAGE 2
- #define RFU20 0x20
- #define CRCResultRegM 0x21
- #define CRCResultRegL 0x22
- #define RFU23 0x23
- #define ModWidthReg 0x24
- #define RFU25 0x25
- #define RFCfgReg 0x26
- #define GsNReg 0x27
- #define CWGsCfgReg 0x28
- #define ModGsCfgReg 0x29
- #define TModeReg 0x2A
- #define TPrescalerReg 0x2B
- #define TReloadRegH 0x2C
- #define TReloadRegL 0x2D
- #define TCounterValueRegH 0x2E
- #define TCounterValueRegL 0x2F
- // PAGE 3
- #define RFU30 0x30
- #define TestSel1Reg 0x31
- #define TestSel2Reg 0x32
- #define TestPinEnReg 0x33
- #define TestPinValueReg 0x34
- #define TestBusReg 0x35
- #define AutoTestReg 0x36
- #define VersionReg 0x37
- #define AnalogTestReg 0x38
- #define TestDAC1Reg 0x39
- #define TestDAC2Reg 0x3A
- #define TestADCReg 0x3B
- #define RFU3C 0x3C
- #define RFU3D 0x3D
- #define RFU3E 0x3E
- #define RFU3F 0x3F
-
- //和RC522通讯时返回的M1卡状态
- #define MI_OK 0x26
- #define MI_NOTAGERR 0xcc
- #define MI_ERR 0xbb
-
- //和MF522通讯时返回的错误代码
- #define SHAQU1 0X01
- #define KUAI4 0X04
- #define KUAI7 0X07
- #define REGCARD 0xa1
- #define CONSUME 0xa2
- #define READCARD 0xa3
- #define ADDMONEY 0xa4
-
- #define SPI_RC522_ReadByte() SPI_RC522_SendByte(0)
-
- #define SET_SPI_CS (GPIOF->BSRR=0X01)
- #define CLR_SPI_CS (GPIOF->BRR=0X01)
-
- #define SET_RC522RST GPIOF->BSRR=0X02
- #define CLR_RC522RST GPIOF->BRR=0X02
-
-
- /***********************RC522 函数宏定义**********************/
- #define RC522_CS_Enable() GPIO_ResetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_4 )
- #define RC522_CS_Disable() GPIO_SetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_4 )
-
- #define RC522_Reset_Enable() GPIO_ResetBits( GPIOB, GPIO_Pin_0 )
- #define RC522_Reset_Disable() GPIO_SetBits ( GPIOB, GPIO_Pin_0 )
-
- #define RC522_SCK_0() GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_5 )
- #define RC522_SCK_1() GPIO_SetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_5 )
-
- #define RC522_MOSI_0() GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_7 )
- #define RC522_MOSI_1() GPIO_SetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_7 )
-
- #define RC522_MISO_GET() GPIO_ReadInputDataBit ( GPIOA, GPIO_Pin_6 )
-
- u8 SPI_RC522_SendByte ( u8 byte);
- u8 ReadRawRC ( u8 ucAddress );
- void WriteRawRC ( u8 ucAddress, u8 ucValue );
- void SPI1_Init ( void );
- void RC522_Handel ( void );
- void RC522_Init ( void ); //初始化
- void PcdReset ( void ); //复位
- void M500PcdConfigISOType ( u8 type ); //工作方式
- char PcdRequest ( u8 req_code, u8 * pTagType ); //寻卡
- char PcdAnticoll ( u8 * pSnr); //防冲撞
-
- void PcdAntennaOn ( void ); //开启天线
- void PcdAntennaOff ( void ); //关闭天线
- void SetBitMask ( u8 ucReg, u8 ucMask );
- void ClearBitMask ( u8 ucReg, u8 ucMask );
- char PcdSelect ( u8 * pSnr ); //选择卡片
- char PcdAuthState ( u8 ucAuth_mode, u8 ucAddr, u8 * pKey, u8 * pSnr ); //验证密码
- char PcdWrite ( u8 ucAddr, u8 * pData );
- char PcdRead ( u8 ucAddr, u8 * pData );
- void ShowID ( u16 x,u16 y, u8 *p, u16 charColor, u16 bkColor); //显示卡的卡号,以十六进制显示
- char PcdHalt ( void ); //命令卡片进入休眠状态
- void CalulateCRC ( u8 * pIndata, u8 ucLen, u8 * pOutData );
-
- #endif
-
-
-
- RC522.c
-
- #include "rc522.h"
- #include "./SysTick/bsp_SysTick.h"
- #include "./usart/bsp_usart.h"
- #include "stm32f10x_spi.h"
-
- // M1卡分为16个扇区,每个扇区由四个块(块0、块1、块2、块3)组成
- // 将16个扇区的64个块按绝对地址编号为:0~63
- // 第0个扇区的块0(即绝对地址0块),用于存放厂商代码,已经固化不可更改
- // 每个扇区的块0、块1、块2为数据块,可用于存放数据
- // 每个扇区的块3为控制块(绝对地址为:块3、块7、块11.....)包括密码A,存取控制、密码B等
-
- /*******************************
- *连线说明:
- *1--SDA <----->PA4
- *2--SCK <----->PA5
- *3--MOSI <----->PA7
- *4--MISO <----->PA6
- *5--悬空
- *6--GND <----->GND
- *7--RST <----->PB0
- *8--VCC <----->VCC
- ************************************/
-
- #define RC522_DELAY() delay_us( 2 )
-
- /*全局变量*/
- unsigned char CT[2]; //卡类型
- unsigned char SN[4]; //卡号
- unsigned char RFID[16]; //存放RFID
- unsigned char lxl_bit=0;
- unsigned char card1_bit=0;
- unsigned char card2_bit=0;
- unsigned char card3_bit=0;
- unsigned char card4_bit=0;
- unsigned char total=0;
- unsigned char lxl[4]={196,58,104,217};
- unsigned char card_1[4]={83,106,11,1};
- unsigned char card_2[4]={208,121,31,57};
- unsigned char card_3[4]={176,177,143,165};
- unsigned char card_4[4]={5,158,10,136};
- u8 KEY[6]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
- u8 AUDIO_OPEN[6] = {0xAA, 0x07, 0x02, 0x00, 0x09, 0xBC};
- unsigned char RFID1[16]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xff,0x07,0x80,0x29,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
- /*函数声明*/
- unsigned char status;
- unsigned char s=0x08;
-
- /* 函数名:RC522_Init
- * 描述 :初始化RC522配置
- * 输入 :无
- * 返回 : 无
- * 调用 :外部调用 */
- void RC522_Init ( void )
- {
- SPI1_Init();
- RC522_Reset_Disable(); //将RST置高,启动内部复位阶段;
- PcdReset (); //复位RC522
- PcdAntennaOff(); //关闭天线
- RC522_DELAY(); //delay 1ms
- PcdAntennaOn(); //打开天线
- M500PcdConfigISOType ( 'A' ); //设置工作方式
- }
-
- /* 函数名:SPI1_Init
- * 描述 :初始化SPI1的配置
- * 输入 :无
- * 返回 : 无
- * 调用 :外部调用 */
- void SPI1_Init (void)
- {
- SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//PORTB时钟使能
-
- // CS
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化PF0、PF1
-
- // SCK
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
-
- // MISO
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
-
- // MOSI
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
-
- // RST
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
- GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
-
- //置高CS口
- RC522_CS_Disable();
-
- //其他SPI1配置
- SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //全双工;
- SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主机模式;
- SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //传输数据为8位;
- SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; //时钟极性CPOL为空闲时低电平;
- SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; //时钟采样点为时钟奇数沿(上升沿);
- SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS引脚由软件改变;
- SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64; //预分频系数64;
- SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //MSB先行模式;
- SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC校验;
-
- //初始化SPI1
- SPI_Init(SPI1 , &SPI_InitStructure);
-
- //使能SPI1
- SPI_Cmd(SPI1 , ENABLE);
- }
-
- /* 函数名:PcdRese
- * 描述 :复位RC522
- * 输入 :无
- * 返回 : 无
- * 调用 :外部调用 */
- void PcdReset ( void )
- {
- RC522_Reset_Disable();
- delay_us ( 1 );
- RC522_Reset_Enable();
- delay_us ( 1 );
- RC522_Reset_Disable();
- delay_us ( 1 );
- WriteRawRC ( CommandReg, 0x0f );
-
- while ( ReadRawRC ( CommandReg ) & 0x10 );
-
- delay_us ( 1 );
- WriteRawRC ( ModeReg, 0x3D ); //定义发送和接收常用模式 和Mifare卡通讯,CRC初始值0x6363
- WriteRawRC ( TReloadRegL, 30 ); //16位定时器低位
- WriteRawRC ( TReloadRegH, 0 ); //16位定时器高位
- WriteRawRC ( TModeReg, 0x8D ); //定义内部定时器的设置
- WriteRawRC ( TPrescalerReg, 0x3E ); //设置定时器分频系数
- WriteRawRC ( TxAutoReg, 0x40 ); //调制发送信号为100%ASK
- }
-
- /* 函数名:SPI_RC522_SendByte
- * 描述 :向RC522发送1 Byte 数据
- * 输入 :byte,要发送的数据
- * 返回 : RC522返回的数据
- * 调用 :内部调用 */
- u8 SPI_RC522_SendByte ( u8 byte )
- {
- while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
- SPI_I2S_SendData(SPI1, byte);
- while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
- return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
- }
-
-
- /* 函数名:ReadRawRC
- * 描述 :读RC522寄存器
- * 输入 :ucAddress,寄存器地址
- * 返回 : 寄存器的当前值
- * 调用 :内部调用 */
- u8 ReadRawRC ( u8 ucAddress )
- {
- u8 ucAddr, ucReturn;
- ucAddr = ( ( ucAddress << 1 ) & 0x7E ) | 0x80;
-
- RC522_CS_Enable();
- SPI_RC522_SendByte ( ucAddr );
- ucReturn = SPI_RC522_ReadByte ();
- RC522_CS_Disable();
- return ucReturn;
- }
-
-
- /* 函数名:WriteRawRC
- * 描述 :写RC522寄存器
- * 输入 :ucAddress,寄存器地址 、 ucValue,写入寄存器的值
- * 返回 : 无
- * 调用 :内部调用 */
- void WriteRawRC ( u8 ucAddress, u8 ucValue )
- {
- u8 ucAddr;
- ucAddr = ( ucAddress << 1 ) & 0x7E;
-
- RC522_CS_Enable();
- SPI_RC522_SendByte ( ucAddr );
- SPI_RC522_SendByte ( ucValue );
- RC522_CS_Disable();
- }
-
- /* 函数名:M500PcdConfigISOType
- * 描述 :设置RC522的工作方式
- * 输入 :ucType,工作方式
- * 返回 : 无
- * 调用 :外部调用 */
- void M500PcdConfigISOType ( u8 ucType )
- {
- if ( ucType == 'A') //ISO14443_A
- {
- ClearBitMask ( Status2Reg, 0x08 );
-
- WriteRawRC ( ModeReg, 0x3D );//3F
- WriteRawRC ( RxSelReg, 0x86 );//84
- WriteRawRC ( RFCfgReg, 0x7F ); //4F
- WriteRawRC ( TReloadRegL, 30 );//tmoLength);// TReloadVal = 'h6a =tmoLength(dec)
- WriteRawRC ( TReloadRegH, 0 );
- WriteRawRC ( TModeReg, 0x8D );
- WriteRawRC ( TPrescalerReg, 0x3E );
- delay_us ( 2 );
-
- PcdAntennaOn ();//开天线
- }
- }
-
- /*
- * 函数名:SetBitMask
- * 描述 :对RC522寄存器置位
- * 输入 :ucReg,寄存器地址
- * ucMask,置位值
- * 返回 : 无
- * 调用 :内部调用
- */
- void SetBitMask ( u8 ucReg, u8 ucMask )
- {
- u8 ucTemp;
-
- ucTemp = ReadRawRC ( ucReg );
- WriteRawRC ( ucReg, ucTemp | ucMask ); // set bit mask
- }
-
- /* 函数名:ClearBitMask
- * 描述 :对RC522寄存器清位
- * 输入 :ucReg,寄存器地址
- * ucMask,清位值
- * 返回 : 无
- * 调用 :内部调用 */
- void ClearBitMask ( u8 ucReg, u8 ucMask )
- {
- u8 ucTemp;
- ucTemp = ReadRawRC ( ucReg );
-
- WriteRawRC ( ucReg, ucTemp & ( ~ ucMask) ); // clear bit mask
-
- }
-
- /* 函数名:PcdAntennaOn
- * 描述 :开启天线
- * 输入 :无
- * 返回 : 无
- * 调用 :内部调用 */
- void PcdAntennaOn ( void )
- {
- u8 uc;
- uc = ReadRawRC ( TxControlReg );
-
- if ( ! ( uc & 0x03 ) )
- SetBitMask(TxControlReg, 0x03);
-
- }
-
- /* 函数名:PcdAntennaOff
- * 描述 :开启天线
- * 输入 :无
- * 返回 : 无
- * 调用 :内部调用 */
- void PcdAntennaOff ( void )
- {
- ClearBitMask ( TxControlReg, 0x03 );
- }
-
- void ShowID(u16 x,u16 y, u8 *p, u16 charColor, u16 bkColor) //显示卡的卡号,以十六进制显示
- {
- u8 num[9];
-
- printf("ID>>>%s\r\n", num);
-
- }
-
- /* 函数名:PcdComMF522
- * 描述 :通过RC522和ISO14443卡通讯
- * 输入 :ucCommand,RC522命令字
- * pInData,通过RC522发送到卡片的数据
- * ucInLenByte,发送数据的字节长度
- * pOutData,接收到的卡片返回数据
- * pOutLenBit,返回数据的位长度
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :内部调用 */
- char PcdComMF522 ( u8 ucCommand, u8 * pInData, u8 ucInLenByte, u8 * pOutData, u32 * pOutLenBit )
- {
- char cStatus = MI_ERR;
- u8 ucIrqEn = 0x00;
- u8 ucWaitFor = 0x00;
- u8 ucLastBits;
- u8 ucN;
- u32 ul;
-
- switch ( ucCommand )
- {
- case PCD_AUTHENT: //Mifare认证
- ucIrqEn = 0x12; //允许错误中断请求ErrIEn 允许空闲中断IdleIEn
- ucWaitFor = 0x10; //认证寻卡等待时候 查询空闲中断标志位
- break;
-
- case PCD_TRANSCEIVE: //接收发送 发送接收
- ucIrqEn = 0x77; //允许TxIEn RxIEn IdleIEn LoAlertIEn ErrIEn TimerIEn
- ucWaitFor = 0x30; //寻卡等待时候 查询接收中断标志位与 空闲中断标志位
- break;
-
- default:
- break;
-
- }
-
- WriteRawRC ( ComIEnReg, ucIrqEn | 0x80 ); //IRqInv置位管脚IRQ与Status1Reg的IRq位的值相反
- ClearBitMask ( ComIrqReg, 0x80 ); //Set1该位清零时,CommIRqReg的屏蔽位清零
- WriteRawRC ( CommandReg, PCD_IDLE ); //写空闲命令
- SetBitMask ( FIFOLevelReg, 0x80 ); //置位FlushBuffer清除内部FIFO的读和写指针以及ErrReg的BufferOvfl标志位被清除
-
- for ( ul = 0; ul < ucInLenByte; ul ++ )
- WriteRawRC ( FIFODataReg, pInData [ ul ] ); //写数据进FIFOdata
-
- WriteRawRC ( CommandReg, ucCommand ); //写命令
-
-
- if ( ucCommand == PCD_TRANSCEIVE )
- SetBitMask(BitFramingReg,0x80); //StartSend置位启动数据发送 该位与收发命令使用时才有效
-
- ul = 1000;//根据时钟频率调整,操作M1卡最大等待时间25ms
-
- do //认证 与寻卡等待时间
- {
- ucN = ReadRawRC ( ComIrqReg ); //查询事件中断
- ul --;
- } while ( ( ul != 0 ) && ( ! ( ucN & 0x01 ) ) && ( ! ( ucN & ucWaitFor ) ) ); //退出条件i=0,定时器中断,与写空闲命令
-
- ClearBitMask ( BitFramingReg, 0x80 ); //清理允许StartSend位
-
- if ( ul != 0 )
- {
- if ( ! (( ReadRawRC ( ErrorReg ) & 0x1B )) ) //读错误标志寄存器BufferOfI CollErr ParityErr ProtocolErr
- {
- cStatus = MI_OK;
-
- if ( ucN & ucIrqEn & 0x01 ) //是否发生定时器中断
- cStatus = MI_NOTAGERR;
-
- if ( ucCommand == PCD_TRANSCEIVE )
- {
- ucN = ReadRawRC ( FIFOLevelReg ); //读FIFO中保存的字节数
-
- ucLastBits = ReadRawRC ( ControlReg ) & 0x07; //最后接收到得字节的有效位数
-
- if ( ucLastBits )
- * pOutLenBit = ( ucN - 1 ) * 8 + ucLastBits; //N个字节数减去1(最后一个字节)+最后一位的位数 读取到的数据总位数
- else
- * pOutLenBit = ucN * 8; //最后接收到的字节整个字节有效
-
- if ( ucN == 0 )
- ucN = 1;
-
- if ( ucN > MAXRLEN )
- ucN = MAXRLEN;
-
- for ( ul = 0; ul < ucN; ul ++ )
- pOutData [ ul ] = ReadRawRC ( FIFODataReg );
- }
- }
- else
- cStatus = MI_ERR;
- }
-
- SetBitMask ( ControlReg, 0x80 ); // stop timer now
- WriteRawRC ( CommandReg, PCD_IDLE );
-
- return cStatus;
- }
-
-
- /* 函数名:PcdRequest
- * 描述 :寻卡
- * 输入 :ucReq_code,寻卡方式
- * = 0x52,寻感应区内所有符合14443A标准的卡
- * = 0x26,寻未进入休眠状态的卡
- * pTagType,卡片类型代码
- * = 0x4400,Mifare_UltraLight
- * = 0x0400,Mifare_One(S50)
- * = 0x0200,Mifare_One(S70)
- * = 0x0800,Mifare_Pro(X))
- * = 0x4403,Mifare_DESFire
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :外部调用 */
- char PcdRequest ( u8 ucReq_code, u8 * pTagType )
- {
- char cStatus;
- u8 ucComMF522Buf [ MAXRLEN ];
- u32 ulLen;
-
- ClearBitMask ( Status2Reg, 0x08 ); //清理指示MIFARECyptol单元接通以及所有卡的数据通信被加密的情况
- WriteRawRC ( BitFramingReg, 0x07 ); // 发送的最后一个字节的 七位
- SetBitMask ( TxControlReg, 0x03 ); //TX1,TX2管脚的输出信号传递经发送调制的13.56的能量载波信号
-
- ucComMF522Buf [ 0 ] = ucReq_code; //存入 卡片命令字
-
- cStatus = PcdComMF522 ( PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf, 1, ucComMF522Buf, & ulLen ); //寻卡
-
- if ( ( cStatus == MI_OK ) && ( ulLen == 0x10 ) ) //寻卡成功返回卡类型
- {
- * pTagType = ucComMF522Buf [ 0 ];
- * ( pTagType + 1 ) = ucComMF522Buf [ 1 ];
- }
-
- else
- cStatus = MI_ERR;
-
- return cStatus;
- }
-
- /* 函数名:PcdAnticoll
- * 描述 :防冲撞
- * 输入 :pSnr,卡片序列号,4字节
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :外部调用 */
- char PcdAnticoll ( u8 * pSnr )
- {
- char cStatus;
- u8 uc, ucSnr_check = 0;
- u8 ucComMF522Buf [ MAXRLEN ];
- u32 ulLen;
-
- ClearBitMask ( Status2Reg, 0x08 ); //清MFCryptol On位 只有成功执行MFAuthent命令后,该位才能置位
- WriteRawRC ( BitFramingReg, 0x00); //清理寄存器 停止收发
- ClearBitMask ( CollReg, 0x80 ); //清ValuesAfterColl所有接收的位在冲突后被清除
-
- ucComMF522Buf [ 0 ] = 0x93; //卡片防冲突命令
- ucComMF522Buf [ 1 ] = 0x20;
-
- cStatus = PcdComMF522 ( PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf, 2, ucComMF522Buf, & ulLen);//与卡片通信
-
- if ( cStatus == MI_OK) //通信成功
- {
- for ( uc = 0; uc < 4; uc ++ )
- {
- * ( pSnr + uc ) = ucComMF522Buf [ uc ]; //读出UID
- ucSnr_check ^= ucComMF522Buf [ uc ];
- }
-
- if ( ucSnr_check != ucComMF522Buf [ uc ] )
- cStatus = MI_ERR;
-
- }
-
- SetBitMask ( CollReg, 0x80 );
-
- return cStatus;
- }
-
- /* 函数名:PcdSelect
- * 描述 :选定卡片
- * 输入 :pSnr,卡片序列号,4字节
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :外部调用 */
- char PcdSelect ( u8 * pSnr )
- {
- char ucN;
- u8 uc;
- u8 ucComMF522Buf [ MAXRLEN ];
- u32 ulLen;
-
- ucComMF522Buf [ 0 ] = PICC_ANTICOLL1;
- ucComMF522Buf [ 1 ] = 0x70;
- ucComMF522Buf [ 6 ] = 0;
-
- for ( uc = 0; uc < 4; uc ++ )
- {
- ucComMF522Buf [ uc + 2 ] = * ( pSnr + uc );
- ucComMF522Buf [ 6 ] ^= * ( pSnr + uc );
- }
-
- CalulateCRC ( ucComMF522Buf, 7, & ucComMF522Buf [ 7 ] );
- ClearBitMask ( Status2Reg, 0x08 );
- ucN = PcdComMF522 ( PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf, 9, ucComMF522Buf, & ulLen );
-
- if ( ( ucN == MI_OK ) && ( ulLen == 0x18 ) )
- ucN = MI_OK;
- else
- ucN = MI_ERR;
-
- return ucN;
- }
-
- /* 函数名:CalulateCRC
- * 描述 :用RC522计算CRC16
- * 输入 :pIndata,计算CRC16的数组
- * ucLen,计算CRC16的数组字节长度
- * pOutData,存放计算结果存放的首地址
- * 返回 : 无
- * 调用 :内部调用 */
- void CalulateCRC ( u8 * pIndata, u8 ucLen, u8 * pOutData )
- {
- u8 uc, ucN;
-
- ClearBitMask(DivIrqReg,0x04);
- WriteRawRC(CommandReg,PCD_IDLE);
- SetBitMask(FIFOLevelReg,0x80);
-
- for ( uc = 0; uc < ucLen; uc ++)
- WriteRawRC ( FIFODataReg, * ( pIndata + uc ) );
-
- WriteRawRC ( CommandReg, PCD_CALCCRC );
- uc = 0xFF;
-
- do {
- ucN = ReadRawRC ( DivIrqReg );
- uc --;}
- while ( ( uc != 0 ) && ! ( ucN & 0x04 ) );
-
- pOutData [ 0 ] = ReadRawRC ( CRCResultRegL );
- pOutData [ 1 ] = ReadRawRC ( CRCResultRegM );
-
- }
-
- /* 函数名:PcdAuthState
- * 描述 :验证卡片密码
- * 输入 :ucAuth_mode,密码验证模式
- * = 0x60,验证A密钥
- * = 0x61,验证B密钥
- * u8 ucAddr,块地址
- * pKey,密码
- * pSnr,卡片序列号,4字节
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :外部调用 */
- char PcdAuthState ( u8 ucAuth_mode, u8 ucAddr, u8 * pKey, u8 * pSnr )
- {
- char cStatus;
- u8 uc, ucComMF522Buf [ MAXRLEN ];
- u32 ulLen;
-
- ucComMF522Buf [ 0 ] = ucAuth_mode;
- ucComMF522Buf [ 1 ] = ucAddr;
-
- for ( uc = 0; uc < 6; uc ++ )
- ucComMF522Buf [ uc + 2 ] = * ( pKey + uc );
-
- for ( uc = 0; uc < 6; uc ++ )
- ucComMF522Buf [ uc + 8 ] = * ( pSnr + uc );
-
- cStatus = PcdComMF522 ( PCD_AUTHENT, ucComMF522Buf, 12, ucComMF522Buf, & ulLen );
-
- if ( ( cStatus != MI_OK ) || ( ! ( ReadRawRC ( Status2Reg ) & 0x08 ) ) ){
- cStatus = MI_ERR;
- }
-
- return cStatus;
- }
-
- /* 函数名:PcdWrite
- * 描述 :写数据到M1卡一块
- * 输入 :u8 ucAddr,块地址
- * pData,写入的数据,16字节
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :外部调用 */
- char PcdWrite ( u8 ucAddr, u8 * pData )
- {
- char cStatus;
- u8 uc, ucComMF522Buf [ MAXRLEN ];
- u32 ulLen;
-
- ucComMF522Buf [ 0 ] = PICC_WRITE;
- ucComMF522Buf [ 1 ] = ucAddr;
-
- CalulateCRC ( ucComMF522Buf, 2, & ucComMF522Buf [ 2 ] );
-
- cStatus = PcdComMF522 ( PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf, 4, ucComMF522Buf, & ulLen );
-
- if ( ( cStatus != MI_OK ) || ( ulLen != 4 ) || ( ( ucComMF522Buf [ 0 ] & 0x0F ) != 0x0A ) )
- cStatus = MI_ERR;
-
- if ( cStatus == MI_OK )
- {
- memcpy(ucComMF522Buf, pData, 16);
- for ( uc = 0; uc < 16; uc ++ )
- ucComMF522Buf [ uc ] = * ( pData + uc );
-
- CalulateCRC ( ucComMF522Buf, 16, & ucComMF522Buf [ 16 ] );
-
- cStatus = PcdComMF522 ( PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf, 18, ucComMF522Buf, & ulLen );
-
- if ( ( cStatus != MI_OK ) || ( ulLen != 4 ) || ( ( ucComMF522Buf [ 0 ] & 0x0F ) != 0x0A ) )
- cStatus = MI_ERR;
-
- }
-
- return cStatus;
-
- }
-
- /* 函数名:PcdRead
- * 描述 :读取M1卡一块数据
- * 输入 :u8 ucAddr,块地址
- * pData,读出的数据,16字节
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :外部调用 */
- char PcdRead ( u8 ucAddr, u8 * pData )
- {
- char cStatus;
- u8 uc, ucComMF522Buf [ MAXRLEN ];
- u32 ulLen;
-
- ucComMF522Buf [ 0 ] = PICC_READ;
- ucComMF522Buf [ 1 ] = ucAddr;
-
- CalulateCRC ( ucComMF522Buf, 2, & ucComMF522Buf [ 2 ] );
-
- cStatus = PcdComMF522 ( PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf, 4, ucComMF522Buf, & ulLen );
-
- if ( ( cStatus == MI_OK ) && ( ulLen == 0x90 ) )
- {
- for ( uc = 0; uc < 16; uc ++ )
- * ( pData + uc ) = ucComMF522Buf [ uc ];
- }
-
- else
- cStatus = MI_ERR;
-
- return cStatus;
-
- }
-
- /* 函数名:PcdHalt
- * 描述 :命令卡片进入休眠状态
- * 输入 :无
- * 返回 : 状态值
- * = MI_OK,成功
- * 调用 :外部调用 */
- char PcdHalt( void )
- {
- u8 ucComMF522Buf [ MAXRLEN ];
- u32 ulLen;
-
- ucComMF522Buf [ 0 ] = PICC_HALT;
- ucComMF522Buf [ 1 ] = 0;
-
- CalulateCRC ( ucComMF522Buf, 2, & ucComMF522Buf [ 2 ] );
- PcdComMF522 ( PCD_TRANSCEIVE, ucComMF522Buf, 4, ucComMF522Buf, & ulLen );
-
- return MI_OK;
- }
SPI传输速率设置问题:SPI口例程中的预分频默认为4,而RC522中的SPI最高速率为10MHz/S,计算可知,预分频指数至少为8,所以适当升高预分频数,据反馈,预分频为8也容易出错,所以建议32或者64甚至为256;
SPI时序问题:根据文档中的时序图,仔细设置SPI_InitStructure.SPI_CPOL和SPI_InitStructure.SPI_CPHA这两个参数;
SPI口的GPIO模式设置:我以前在设计TM1638芯片为核心的灯、按键模组时也出现过这个问题,后来一般全部设置为推挽输出就基本不在出现这个问题;
天线在复位时需要先关闭再开启;
查阅资料没明白这个低功耗应该怎么设置,翻阅了一个前辈的方法。
1,使用RTC,定时唤醒读卡。
2,添加外部检测卡的传感器,单片机正常情况下处于断电模式(这是终极省电),由外部的检测部分唤醒,然后运行程序;在程序的最开始判断是被那个部分唤醒的,然后进行响应的处理。
采用一个检测卡的传感器,一旦扫描到卡就将信号传出去通过或门电路唤醒单片机,单片机自锁上电信号,判断到卡片。然后开始寻卡
- 如果没有扫到卡,就关闭自锁信号,再次关机,回到低功耗模式
关于RC522刷卡低功耗解决方案 - 简书 (jianshu.com)
项目中使用AT24C02存储了RFID识别的卡号以及绑定的手机号数据
卡号数据:4位
在项目中,卡号与手机号绑定,即
- typedef struct {
-
- uint8_t icCardNumber[4]; //IC卡号
-
- uint8_t phoneNumber[12]; //绑定手机号
-
- } Part1Data;
AT24C04的每页有16字节空间,刚好够一页。
读写数据代码:
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * INCLUDES (头文件包含)
- ****************************************************************************************
- */
- #include "at24c04.h"
- #include "iic3.h"
- #include "delay.h"
- #include "stdio.h"
- #include <string.h>
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * Function: At24c04Init
- * Description: At24c04初始化
- * Input: None
- * Output: None
- * Return: None
- ****************************************************************************************
- */
- void At24c02Init(void)
- {
- IIC3_Pin_Init( );
- }
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * Function: At24c02WriteByte
- * Description: -----------------------------------------------------写1字节数据到At24c02
- * Input: addr内部地址(0~255) data待写入的数据
- * Output: None
- * Return: 0成功写入 其他:错误码
- ****************************************************************************************
- */
- uint8_t At24c04WriteByte(uint16_t addr,uint8_t data)
- {
- uint8_t ack;
-
- /* 1,发送起始信号 */
- IIC3_Start( );
-
- /* 2,发送写操作 并等待应答信号 */
- ack=IIC3_Send_Byte(AT24C02_ADDR_W);
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR1;
- }
- Delay_nms(10);
- /* 发送内存地址 并等待应答信号 */
- ack=IIC3_Send_Byte(addr);
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR2;
- }
- Delay_nms(10);
- /* 发送写入数据 并等待应答信号 */
- ack=IIC3_Send_Byte(data);
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR3;
- }
- /* 发送停止信号 */
- IIC3_Stop( );
- /* 等待eeprom的写入完成 要求5ms */
- Delay_nms(10);
-
- return 0;
- }
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * Function: At24c02readByte
- * Description: -----------------------------------------------------读1字节数据到At24c02
- * Input: addr内部地址(0~255)
- * Output: None
- * Return: 读的数据
- ****************************************************************************************
- */
- uint8_t At24c02readByte(uint16_t addr)
- {
- uint8_t ack;
- uint8_t rec=2;
-
- /* 1,发送起始信号 */
- IIC3_Start( );
-
- /* 2,发送写操作 并等待应答信号 */
- ack=IIC3_Send_Byte(AT24C02_ADDR_W);
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR1;
- }
- Delay_nms(10);
- /* 发送内存地址 并等待应答信号 */
- ack=IIC3_Send_Byte(addr);
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR2;
- }
- Delay_nms(10);
- /* 发送起始信号 */
- IIC3_Start( );
-
- /* 2,发送读操作 并等待应答信号 */
- ack=IIC3_Send_Byte(AT24C02_ADDR_R);
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR3;
- }
- Delay_nms(10);
- rec = IIC3_Revice_Byte(0); // 获取数据地址就行,不需要应答 0非应答 1应答
- Delay_nms(10);
- /* 发送停止信号 */
- IIC3_Stop( );
-
- return rec;
- }
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * Function: At24c02PageWrite
- * Description: ---------------------------------------------------------------页写At24c02
- * Input: addr内部地址(0~255) num待写入的数据个数 p指向待写入的数据
- * Output: None
- * Return: 0成功写入 其他:错误码
- ****************************************************************************************
- */
- uint8_t At24c02PageWrite(uint16_t addr,uint8_t num,uint8_t *p)
- {
- uint8_t ack=0;
-
- //起始地址---addr
- //结束地址---addr+num-1
-
- // if(addr/8 != (addr+num-1)/8)
- // {
- // return NOT_IN_SAME_PAGE;
- // }
-
- IIC3_Start( );
-
- ack=IIC3_Send_Byte(AT24C02_ADDR_W);//发送器件地址+写方向
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR4;
- }
-
- ack=IIC3_Send_Byte(addr);//发送内部地址
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR5;
- }
-
- while(num--)
- {
- ack=IIC3_Send_Byte(*p);//发送数据
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return WRITE_ERR3;
- }
- p++;
- }
-
- IIC3_Stop( );
-
- Delay_nms(5);//写周期!!!!!!!!!!!!!!!!
-
- return 0;
- }
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * Function: At24c02WriteBytes
- * Description: -------------------------------------------------------------随机写At24c02
- * Input: addr内部地址(0~511) num要写入的数据个数(1~256) p指向数据存储空间
- * Output: None
- * Return: 0成功写入 其他:错误码
- * Others: 起始地址跟结束地址在同一页
- ****************************************************************************************
- */
- uint8_t At24c02WriteBytes(uint16_t addr,uint16_t num,uint8_t *p)
- {
- uint8_t ret=0;
- uint8_t less_addr=0;//当前页还剩下多少个地址空间可以写
-
- while(1)
- {
- less_addr=8-addr%8;
- if(less_addr>=num)//本页可以写完
- {
- less_addr=num;
- }
-
- ret=At24c02PageWrite(addr,less_addr,p);
- if(ret)
- {
- return ret;
- }
-
- if(less_addr==num)
- {
- return 0;
- }
-
- addr=addr+less_addr;//下一页的起始地址
- num=num-less_addr;//还剩下多少个数据没写
- p=p+less_addr;//偏移到还没写的数据
- }
-
- }
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * Function: At24c02ReadBytes
- * Description:--------------------------------------------------------------随机读At24c02
- * Input: addr内部地址(0~255) num要读取的数据个数 p指向数据存储空间
- * Output: None
- * Return: 0成功写入 其他:错误码
- * Others: 起始地址跟结束地址在同一页
- ****************************************************************************************
- */
- uint8_t At24c02ReadBytes(uint16_t addr,uint16_t num,uint8_t *p)
- {
- uint8_t ack=0;
-
- IIC3_Start( );
-
- ack=IIC3_Send_Byte(AT24C02_ADDR_W);//发送器件地址+写方向
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return READ_ERR1;
- }
-
- ack=IIC3_Send_Byte(addr);//发送内部地址
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return READ_ERR2;
- }
-
- IIC3_Start( );//重复起始条件
-
- ack=IIC3_Send_Byte(AT24C02_ADDR_R);//发送器件地址+读方向
- if(ack)
- {
- IIC3_Stop( );
- return READ_ERR3;
- }
-
- while(num)
- {
- num--;//还剩下多少个字节没有读
- if(num==0)
- {
- *p=IIC3_Revice_Byte(1);
- break;
- }
- *p++=IIC3_Revice_Byte(0);
-
- }
-
- IIC3_Stop( );
-
- return 0;
- }
-
- /*
- ****************************************************************************************
- * Function: At24c02ChipErase
- * Description:--------------------------------------------------------------擦除At24c02
- * Input:
- * Output:
- * Return:
- * Others:
- ****************************************************************************************
- */
- void At24c02ChipErase()
- {
- // 将所有字节设置为 0xFF(擦除状态)
- uint8_t eraseData[256];
- for (int i = 0; i < sizeof(eraseData); i++) {
- eraseData[i] = 0xFF;
- }
-
- // 逐页写入擦除数据
- int pageNum = 256/8; // 每页包含 16 字节
- for (int page = 0; page < pageNum; page++) {
- int address = page * 8;
- if (At24c02WriteBytes(address, sizeof(eraseData), eraseData) != 0) {
- printf("整体擦除失败\r\n");
- return;
- }
- }
-
- printf("整体擦除成功\r\n");
- }
-
-
- int HuiFuChuChangSheZhi()
- {
- uint8_t GL_MiMa[6]={'0','0','0','0','0','0'}; // 出厂——管理员密码
- uint8_t KM_MiMa[6]={'1','2','3','4','5','6'}; //出厂------开门密码
- // 将所有字节设置为 0x00(擦除状态)
- uint8_t eraseData[256];
- memset(eraseData, 0x00, sizeof(eraseData));
-
- // 逐页写入擦除数据
- int pageNum = 256/8; // 每页包含 16 字节
-
- for (int page = 0; page < pageNum; page++)
- {
- int address = page * 8;
- if (At24c02WriteBytes(address, sizeof(eraseData), eraseData) != 0)
- {
- printf("整体擦除失败\r\n");
- return 0;
- }
- }
- printf("整体擦除成功\r\n");
- //将初始化开门密码与管理员密码写入指定位置
- if (At24c02WriteBytes(240,sizeof(KM_MiMa),KM_MiMa)!=0) //在指定位置240(31页的前6字节)存开门密码
- {
- return 0;
- }
- if (At24c02WriteBytes(232,sizeof(GL_MiMa),GL_MiMa)!=0) //在指定位置232(30页的前6字节)存管理员密码
- {
- return 0;
- }
- return 1;
- }
-
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