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1、IC卡公交收费机设计（三） MIFARE 1卡读写软件设计,电子与信息工程学院,课 程 目 标,非接触式IC卡读写控制 MIFARE 1卡读写控制功能的实现,项目开发IC卡公交收费系统,系统需求分析： 具备小额电子钱包功能，定额方式收费 操作方便快捷 工作距离50cm 具备显示余额、异常报警（非法卡或余额不足） 可将当班收款额上传总站数据库 公交公司可调整定额额度 卡遗失可挂失 抗干扰能力强,项目设计之三软件实现,读写器与M1卡交换数据的过程： 1）由读写器MCU（微控制器）发送指令给MCM， 2）MCM执行指令并将其转换为射频信号发送给卡； 3）卡接收到来自MCM的指令后，按指令完成其内部的
2、各种处理，并回送应答信号/数据给MCM； 4）MCM接收卡回送的射频信号并将其转换为数字信号输出给MCU，读写器MCU读取MCM接收到的应答/数据，即可完成与M1卡的数据交换。,M C M 基 本 通 信 指 令 集,MCM 内 核 特 殊 寄 存 器,MIFARE卡的读写操作步骤,激活MCM MCM软复位 向MCM下载密码（LOAD KEY），校验传输密码正确后可向MCM的KEY-RAM写入用户自己设定的密码，以上操作与卡无关。 请求应答（ANSWER TO REQUEST）：寻卡 防冲突（ANTICOLLISION）：选择唯一一张卡 选择标记（SELECT）：激活所选择的卡 认证 （AUT
3、HENTICATION）：安全性 读写操作（读、写、加值、减值）：交换数据 （READ/WRITE/INCREAMENT/DECREMENT） 停止（HALT）：置卡为停止模式，防止重复操作。,SOR/LOAD KEY,REQUEST,ANTICOLLISION,READ/WRITE/INC/DEC,HALT,MIFARE 卡操作步骤,AUTHENTICATION,SELECT,卡应答：TAGTYPE（2B）,卡应答：SN（4B）+校验码（1B）,卡应答：SIZE（1B）,卡应答：AE位,指令时序,每个指令由7个基本步骤组成，必须按此时序编程才能完成该指令： （1）初始化，设置各寄存器，特别是
4、BCNTS和BCNTR。 （2）送指令码到DATA，由MCM发送指令。 （3） 设置TOC，MCM准备接收来自卡的应答或数据。 （4）检查DV标志，查询数据接收是否完成。DV标志为”1”表明MCM与MIFARE卡片之间的传输已经完成，并且主处理机可能已经从MCM中收到数据，可以进行下一步操作。而DV=0表示数据接收尚未完成或未能接收到数据，则程序循环检测DV标志直至DV=1。有一种情况例外，既当定时器溢出时，无论接收是否完成DV都将被设置为1，同样将进行下一步操作。 （5）清零TOC。 （6） 检查出错标志，若有标志被设置，则进行相应的出错处理，例如设置出错标志等，并返回主程序；若没有标志被设
5、置，表示接收正确，将进行下一步操作（7）MCU从DATA读出MCM接收到的应答或数据。,Answer to Request （请求应答）指令,Request 指令将通知MCM在天线有效的工作范围（距离）内寻找MIFARE 1卡。 命令码：26H或52H。 卡收到该指令将回送卡类型号作为卡应答：TAGTYPE（2个字节）,With a “request std”(26H) instruction only cards which are not set into a “HALT-mode” will respond to this request,or it may be expanded to
6、 all cards in the field with a “request all” (52H)option.The first option is needed to prevent the MCM from selecting one card several times.,Difference between “request std” & “request all”,Request：NOPNOPMOV A，#0CH ；设置STACONMOV R0，#01HMOVX R0，AMOV A，#0EH ；设置BAUDRATEMOV R0，#05HMOVX R0，AMOV A，#0C0H ；
7、设置ENABLEMOV R0，#02HMOVX R0，AMOV A，#0C6H ；设置MODEMOV R0，#07HMOVX R0，AMOV A，#0CH ；再次设置STACONMOV R0，#01HMOVX R0，AMOV A，#02H ；设置RCODEMOV R0，#0EHMOVX R0，A,MOV A，#07H ；设置BCNTS=7bitsMOV R0，#03HMOVX R0，AMOV A，#10H ；设置BCNTR=2BytesMOV R0，#04HMOVX R0，A JUDGE_COMMAND： ；选择REQ STD还是REQ ALL MOV A，R2XRL A，#01HJNZ RQ
8、T_STD RQT_ALL：MOV A，#52HSJMP RQT_NEXT RQT_STD：MOV A，#26H RQT_NEXT：MOV R0，#00H ；发送命令码MOVX R0，ANOP,MOV A，#0AH ；设置TOC=1msMOV R0，#06HMOVX R0，A RQT_STACON：MOV R0，#01H ；读 STACONMOVX A，R0JNB ACC.7，RQT_STACON ；判断 DV=1?MOV R7，A ；暂存STACON MOV A，#00H ；清零TOCMOV R0，#06HMOVX R0，AMOV A，R7 ；判断是否出错JB ACC.6，RQT_TE_ER
9、RJB ACC.3，RQT_BE_ERRMOV R0，#00H ；读TAGTYPEMOVX A，R0MOV 20H，AMOV R0，#00HMOVX A，R0MOV 21H，AMOV B，#00H ；设置 OK 标志SJMP RQT_EXIT,RQT_BE_ERR： ；错误处理MOV B，#01HSJMP RQT_EXIT RQT_TE_ERR：MOV B，#02HSJMP RQT_EXIT RQT_EXIT：RET,Authentication 认证操作,MCM中设有专用的密码存储器（KEY-RAM），用于存储3个密码集KEYSET0，KEYSET1，KEYSET2，每一个KEYSET又包含
10、了各个扇区的KEY A 及KEY B。 Authentication操作就是将KEY-RAM中的密码与卡中对应的密码进行三次相互认证。 Authentication操作的卡应答以AE位给出；AE=1，密码出错，未能通过认证；AE=0，密码正确，通过认证,Authetication操作包括3个步骤1）设置KEYSTACON寄存器，指定Authetication操作及KEYSET（0、1或2）2）设置KEYADDR寄存器，指定Authetication操作、KEYA或KEYB、待认证的扇区号3）写“命令”（60H或61H）和写“地址”（扇区号015）到DATA寄存器，启动Authetication
11、操作。,READ/WRITE操作,READ/WRITE均需整块操作。 READ：发送命令码30H+块地址（063）接收指定块的数据（16B）通常用2次读并比较是否一致来校验是否正确读 WRITE：发送命令码A0H+块地址(063)接收ACK/NAK应答来校验是否正确接收命令发送块数据（16B）接收ACK/NAK应答来校验是否正确写入EEPROM,Value Operate 值操作,MIFARE卡专门为公交/地铁等行业的定额收费系统设有值操作命令，包括INCREAMENT/DECREAMENT/TRANSFER/RESTORE 对某块进行值操作的前提是该块已被初始化为“值块”（Value Blo
12、ck)并且Access Bits允许值操作。,Increment/Decrement/Transfer,Increment: adds the specified value to the memory value Decrement: subtracts the specified value from the memoty value Transfer: Each Increment or Decrement instruction manipulating a standard value block has to be followed by a Transfer intruction
13、 which actually stores the calculated result in the card memory. Until then, the result is kept in an internal value buffer resgister.,DECREMENT： 入口：块地址addr，值value存放于D_BUF 出口：ACK/NAKNOPNOPMOV A,#10H ；SEND BCNTS（16bits：命令码+块地址）MOV R0,#03HMOVX R0,AMOV A,#04H ；SEND BCNTR（4bits：ACK/NAK）MOV R0,#04HMOVX R
14、0,AMOV A,#0C0H ;SEND CODEMOV R0,#00HMOVX R0,AMOV A,#addr ；SEND BLOCK ADDRMOV R0,#00HMOVX R0,A,MOV A,#0AH ;SET TOC=1msMOV R0,#06HMOVX R0,A D_wait_value: ；读STACON，判断DV=1？MOV R0,#01HMOVX A,R0JNB ACC.7,D_wait_valueMOV R6,AMOV A,#00H ；清零TOCMOV R0,#06HMOVX R0,AMOV A,R6 ；出错判断JB ACC.6,DEC_TE_ERRJB ACC.3,DEC
15、_BE_ERRAJMP DEC_CONTI DEC_TE_ERR: ；NOTAGERRMOV B,#01HAJMP DEC_EXIT DEC_BE_ERR:MOV B,#02HAJMP DEC_EXIT,DEC_CONTI:MOV R0,#00H ；读入ACK/NAK， MOVX A,R0ANL A,#0BH ；仅检查0，1，3位CJNE A,#00H,D_N1 MOV B,#07H ;NOTAUTHERR（应答为00000000）SJMP DEC_NEXT D_N1:CJNE A,#0AH,D_N2 ；收到ACK应答（00000101），表示可以DECSJMP DEC_NEXT D_N2:M
16、OV B,#03H ;其他错误应答（00000011），CODEERAJMP WRITE_EXIT,WRITE_NEXT: ；开始写数据MOV A,#32 ；SEND BCNTS=32bits（4B VALUE）MOV R0,#03HMOVX R0,AMOV A,#04H ；SEND BCNTR=4 bits（ACK/NAK）MOV R0,#04HMOVX R0,AMOV R5,#4 ;送4B 值MOV R0,#00HMOV R1,#D_BUF DEC_VALUE:MOV A,R1MOVX R0,AINC R1DJNZ R5,DEC_VALUE,MOV A,#0AH ；SET TOC=1msM
17、OV R0,#06HMOVX R0,A DEC_end: ；DV=1？MOV R0,#01HMOVX A,R0JNB ACC.7,DEC_endMOV A,#00H ；清零TOCMOV R0,#06HMOVX R0,A Judge_answer:MOV R0,#01H ；出错判断 MOVX A,R0JNB ACC.6,DEC_error_TE MOV B,#00H DEC_ANSWER: ；读入ACK/NAKMOV R0,#00HMOVX A,R0ANL A,#0FHCJNE A,#04H,D_ERR1 ；（00000100为VALUE OVERFLOW）MOV B,#0FEHSJMP DEC_EXIT D_ERR1:MOV B,#0FFH ；其他错误 DEC_EXIT:RET,
