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william威廉希尔:【雕爷学编程】Arduino动手做(98)---RC522 RFID射频模块

发布时间:2022-02-17 16:39:42 来源:william威廉希尔 作者:williamhill吧

  37款传感器与执行器的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手尝试系列实验,不管成功(程序走通)与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。

  是应用于13.56MHz 非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员。是NXP 公司针对“三表”应用推出的一款低 电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片,是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。

  MF522-AN模块采用Philips MFRC522原装芯片设计读卡电路,使用方便,成本低廉,适用于设备开发、读卡器开发等高级应用的用户、需要进行射频卡终端设计/生产的用户。本模块可直接装入各种读卡器模具。模块采用电压为3.3V,通过SPI接口简单的几条线就可以直接与用户任何CPU主板相连接通信,可以保证模块稳定可靠的工作、读卡距离远;

  非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片、感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围(通常为5—10cm)靠近读写器表面,通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。

  射频读写器向IC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,这样在电磁波激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷;在这个电荷的另一端,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存储,当所积累的电荷达到2V时,此电容可作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受读写器的数据。

  非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频率为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡,当读写器对卡进行读写操作时,读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号,指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等,并返回信号给读写器,完成一次读写操作。读写器则一般由单片机,专用智能模块和天线组成,并配有与PC的通讯接口,打印口,I/O口等,以便应用于不同的领域。

  ◇ 应用范围: 企业/校园一卡通、公交储值卡、高速公路收费、停车场、小区管理等

  RFID 技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的。最基本的 RFID 系统由三部分组成:

  1. 标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线. 阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。

  MCU通过对读卡器芯片内寄存器的读写来控制读卡器芯片,读卡器芯片收到MCU发来的命令后,按照非接触式射频卡协议格式,通过天线及其匹配电路向附近发出一组固定频率的调制信号(13.56 MHz)进行寻卡,若此范围内有卡片存在,卡片内部的LC谐振电路(谐振频率与读卡器发送的电磁波频率相同)在电磁波的激励下,产生共振,在卡片内部电压泵的作用下不断为其另一端的电容充电,获得能量,当该电容电压达到2 V时,即可作为电源为卡片的其他电路提供工作电压。 当有卡片处在读卡器的有效工作范围内时,MCU向卡片发出寻卡命令,卡片将回复卡片类型,建立卡片与读卡器的第一步联系,若同时有多张卡片在天线的工作范围内,读卡器通过启动防冲撞机制,根据卡片序列号来选定一张卡片,被选中的卡片再与读卡器进行密码校验,确保读卡器对卡片有操作权限以及卡片的合法性,而未被选中的则仍然处在闲置状态,等待下一次寻卡命令。密码验证通过之后,就可以对卡片进行读写等应用操作。

  模块的射频读写芯片应该是飞利浦的 MF RC522,在上一篇文章我应该已经附上了英文和中文的手册。MF RC522提供了3种接口模式:高达10 Mb/s的SPI、I2C总线 kb/s,而高速模式下能达3.4 Mb/s)、最高达1228.8 kb/s的UART模式。买来的模块采用了第一种模式——四线制SPI,通信中的时钟信号由 Arduino 产生,MF RC522芯片设置为从机模式,接收来自 Arduino 的数据以设置寄存器,并负责射频接口通信中相关数据的收发。数据的传输路径为:Arduino 通过 MOSI 线将数据发到 MF RC522,MF RC522 通过 MISO 线发回至 Arduino。

  SDA -- 串行数据线(IIC接口时的I/O线);在SPI接口中为NSS(从机标志管脚);

  MOSI -- MCU输出,RC522接收(即主设备输出,从设备输入);

  MISO -- RC522输出,MCU接收(即从设备输出,主设备输入);

  【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)

  应该是目前为止最强大的NFC工具了吧(APP),可惜nfc这玩意儿不是所有手机都标配。NFC Tools PRO是一款可以读取和写入nfc标签的工具,同时还提供了一些额外功能。NFC工具专业版包含额外的功能,如配置文件管理等等。保存您的标记或任务配置文件后重新使用它们。NFC工具专业版允许您在记录或任务直接从现有的NFC标签导入。您可以非常快的编辑您的标签。您也可以直接运行的任务配置文件。