2 射频IC卡读卡子系统
本子系统完成读写射频卡、保存刷卡资料、发出控制开关量等功能。
2.1 读卡子系统结构设计
本子系统选用PHILIPS公司的MF1 IC S50芯片的非接触式IC卡。这种卡的RF接口为ISO/IEC 14443A，工作频率为13.56MHz，内含1KB EEPROM。EEPROM的组成包括16个扇区，每扇区有4个区，每区有16字节。读卡芯片选用PHILIPS公司的MF RC500，这种芯片与单片机接口简单，有自动检测与单片机接口方式的功能。单片机使用AT89S52，选用ATMEL的DataFlash AT45DB161B保存刷卡资料，系统设定资料保存在Serial EEPROM 24C02中，时间芯片选用DS1302。系统结构如图3所示。单片机是主控芯片。与读卡芯片RC500的接口为：P0[0..7]接RC500的 D0..D7，P1.4接RSTPD，P1.5接NCS，P3.2接IRQ，P3.6和P3.7接NWR和NRD。与AT45DB161B的接口为： P1.0接SO，P1.1接SI，P1.2接SCK，P1.3接CS。与DS1302的接口为：P2.0接SCLK，P2.1接I/O，P2.2接CE。与24C02的接口为：P2.6接SCL，P2.7接SDA。单片机的P3.3、P3.4、P3.5接显示驱动。P2.3接开关量控制，P2.4接蜂鸣器。
2.2 读卡子系统软件设计
本子系统软件设计包括：对MF1卡进行读写操作；读取和设定时间芯片的日期和时间；保存刷卡资料和设定资料；发送显示信息和发出开关信号等。以下主要介绍MF1卡的读写操作部分。
MF1卡的状态机如图4所示。当MF1卡进入读卡器天线的工作区时，经Reset后进入IDLE状态。此时可以接收从RC500发来的指令。
询卡指令REQA，当MF1卡收到REQA后，会用ATQA回答，ATQA由两个字节组成，其中b7和b8表示UID的大小，b1～b5为防碰撞位，其他位为0。若RC500收到ATQA，则表示在天线的工作区有卡存在。此后进入防碰撞循环。
防碰撞循环开始时，并不知道UID，所以RC500发送cascade level 1 的select code，并指定NVB= 20。此时MF1卡要回复自己的UID。如果没有碰撞，则RC500会收到完整的4字节UID，否则，用碰撞发生位置更新NVB的值，重发指令，直到收到完整的4字节UID。然后RC500再用这个select code，并设NVB=70，加上4字节UID，发给MF1卡。MF1卡将收到的UID与自己的UID比较，如果相同，则回复SAK。此时RC500检查 SAK。如果b3为1，则表示UID不完整，RC500将cascade level加1，重新循环，直到收到的SAK b3为0，才表示Select完成。此后进入认证阶段。
进行认证之前，必须先用RC500的LoadKeyE2或LoadKey指令将密码装载到RC500的Key Buffer中，然后对指定的扇区发出Authent1指令和Authent2指令。如果认证通过，则可进入读写阶段。
在读写阶段，RC500可以通过写本扇区的Sector Trailer来修改此扇区的密码和存取条件，也可以根据存取条件对本扇区的Data Block进行读、写、增、减、恢复和转移。
本设计在局域网和广域网中使用方便。经过反复测试，系统性能稳定、可靠。
参考文献
1 W Richard Steven.TCP/IP Illustrated Vol 1、2、3.AddisonWesley，1996
2 Andrew S.Tanenbaum.计算机网络(第三版).北京：清华大学出版社，2000
3 Philips Semiconductors.MF1 IC S50 Functional Specification.http：//www.semiconductors.philips.com，2001
4 Philips Semiconductors.MF RC500 Product Specification.http：//www.semiconductors.philips.com，2004