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高集成度TYPE A读写器芯片MF RC500及其应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了高集成度TYPE A读写器芯片MF RC500的内部电路结构,并对其内部寄存器的有关命令及加密算法等功能做了较详细的阐述,最后在此基础上给出了MF RC500的典型应用电路。

    关键词:TYPE A;读写器;FIFO;命令;CRYPTO1

1 引言

MF RC500是Philips公司生产的高集成度TYPE A读写器芯片。其主要性能如下:

●载波频率为13.56MHz;

●集成了编码调制和解调解码的收发电路;

●天线驱动电路仅需很少的外围元件,有效距离可达10cm;

●内部集成有并行接口控制电路,可自动检测外部微控制器(MCU)的接口类型;

●具有内部地址锁存和IRQ线,可以很方便地与MCU接口。

●集成有64字节的收发FIFO缓存器;

●内部寄存器、命令集、加密算法可支持TYPE A标准的各项功能,同时支持MIFARE类卡的有关协议。

●数字、模拟、发送电路都有各自独立的供电电源。

基于以上特点,用MF RC500极易设计TYPE A型卡的读写器,可广泛用于非接触式公共电话、仪器仪表、非接触式手持终端等领域。
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2 引脚功能

MF RC500为32脚SO封装,需说明的是:某些引脚(带*号)依据其所用MCU(微控制器)的接口情况具有不同功能。

3 工作原理

MF RC500的内部电路框图如图1所示,它由并行接口及控制电路、密钥存贮及加密算法Cypto1、状态机与寄存器、数据处理电路、模拟电路调制、解调及输出驱动电路等组成。

3.1 MF RC500寄存器设置

MF RC500芯片的内部寄存器按页分配,并通过相应寻址方法获得地址。内部寄存器共分8页,每页有8个寄存器,每页的第一个寄存器称为页寄存器,用于选择该寄存器页。每个寄存器由8位组成,其位特性有四种:读/写(r/w)、只读(r)、仅写(w)和动态(dy)。其中dy属性位可由微控制器读写,也可以在执行实际命令后自动由内部状态机改变位值。

微控制器MCU通过对内部寄存器的写和读,可以预置和读出系统运行状况。寄存器在芯片复位状态为其预置初始值。了解内部寄存器的设置对于软件编程至关重要.

3.2 并行接口

MFRC500芯片可直接支持各种微控制器(MCU),也可直接和PC机的增强型并行接口(EPP)相连接,每次上电(PON)或硬启动(Reset)后,芯片会复原其并行接口模式并检测当前的MCU接口类型,通常用检测控制引脚逻辑电平的方法来识别MCU接口,并利用固定引脚连接和初始化相结合的方法实现正确的接口。图2给出了相应的连接接线图。

3.3 E2PROM存贮器

MFRC500的E2PROM共有32块,每块16字节。E2PROM存贮区分为四部分:第一部分为块0,属性为只读,用于保存产品的有关信息;第二部分为块1和块2,它们具有读/写属性,用于存放寄存器初始化启动文件;第三部分从块3至块7,用于存放寄存器初始化文件,属性为读/写;第四部分从块8至块31,属性为只写,用于存放加密运算的密钥,存放一个密钥需要12字节,E2PROM密钥存放区共可存放32个密钥,实际密钥长度为6字节,存放在紧邻的12个E2PROM字节地址中。一个密钥字节的8位必须分开存放,若设密钥8位为K7,K6,……K0,则存放在两个相邻字节时为k7k6k5k4K7K6K5K4和k3k2k1k0K3K2K1K0,例如密钥字节为A0H时,则存放内容为5AH、F0H两个字节。

3.4 FIFO缓存

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