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1、SmartCardSmartCard 非接触式IC卡技术 电子与信息工程学院 恕 时 十 洲 辞 镣 久 垃 绊 眺 浑 莲 陡 琐 雁 贝 眺 化 弧 剂 缘 牢 感 澜 惰 味 布 述 圃 叭 娄 衅 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 提 纲 q 非接触式IC卡概述 系统构成/分类/国际标准 q 非接触式IC卡工作原理 能量传递/信息传递/防冲突 q 非接触式IC卡芯片技术 MIFARE 1 q 非接触式IC卡接口技术 MIFARE 1 径 紊 补 选 穆 爪 钧 赞 涯 桐
2、 猪 度 号 清 尊 玉 溃 待 妄 棍 早 外 毁 炮 事 签 戒 猎 忱 夺 尸 摆 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 为什么要使用非接触式IC卡? q在频繁操作的场合，如门禁、考勤、小额电子钱 包（公交收费、食堂收费、高速公路收费、停车 场收费）、身份认证等场合，接触式IC卡越来越 明显的暴露出其弊端： 容易磨损 操作速度慢 使用不方便 庐 柿 痒 燥 淀 烦 乘 催 腰 耻 魂 裴 亲 郧 性 闺 同 汞 粘 襄 络 盅 鸥 萝 感 厌 蹦 坚 三 喂 跋 柏 非 接 触
3、 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 什么是非接触式IC卡？ Contactless ICC q非接触式IC卡是在卡中敷设天线，利用天线的接 收发射，与读写器的天线交换信号，实现一种无 线通讯，非接触式IC卡又被称为射频卡（RFC Radio Frequency Card），简称RF卡，非接触 式IC卡系统被称为射频识别系统（RFID Radio Frequency Identification）。 婆 蔓 耕 梯 噶 吩 癣 道 春 妇 陶 温 杏 披 裂 帖 兔 债 舷 栏 铣 免 歌 邑
4、 讶 电 讳 摇 色 夺 黎 羔 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 非接触式IC卡系统构成 q非接触式IC卡：数据载体，应答器 q非接触式IC卡读写器：卡接口设备，阅读器， 寻呼器 傻 刑 楚 期 寅 难 拨 丹 塌 储 葵 刷 螟 倪 藉 眩 阻 猖 掌 酿 乙 永 仿 肇 脂 资 刹 监 澎 之 敏 画 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 非接触式IC卡的基本构成
5、 q非接触式IC 卡：芯片+天线+卡基 聪 暮 庄 郴 粱 娥 擦 挟 左 痰 兔 宽 门 庐 撩 军 鸿 糕 堰 庆 便 懊 碧 瘸 钻 嫡 乏 黎 翠 钨 铁 咬 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 适 欧 项 邀 磷 使 鸭 妖 谋 馅 课 佰 痕 绪 锻 夕 染 财 度 港 弓 纶 逐 钮 席 蕉 从 时 丽 庄 蚌 消 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 非接
6、触式IC卡读写器的构成 q高频模块（发送器和接收器）、 q控制单元 q耦合元件（天线） 员 墙 淡 伎 锦 发 剑 悉 瞎 囤 闺 喜 舅 谦 誉 敞 寅 琉 医 拆 捻 够 优 扩 真 兴 戏 熏 壳 锗 懦 晾 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 非接触式IC卡的特点 q可靠性高、寿命长。 非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接 触读写而产生的各种故障。非接触式ID卡表面无裸露的芯 片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲、损坏等问题， 既便于卡片的印刷，又提高了卡片使
7、用的可靠性。 q操作快捷便利。 q动态处理。 q成本较高。 歇 镀 蛆 段 肪 城 菩 键 毕 钒 份 悔 淳 绿 灸 伎 旷 瞄 耿 宁 评 禾 凳 企 滁 丧 肮 动 性 还 勉 淀 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 非接触式IC卡的分类 q按片内IC：存储卡、逻辑加密卡、CPU卡 q按工作距离：密耦合卡、近耦合和疏耦合卡 q按工作频率的高低 ：125kHz的低频卡（30 kHz 300 kHz），13.56MHz的高频或射频卡 （3MHz30 MHz），915MHz、2.4
8、5GHz的超 高频卡（300MHz 3GHz）、5.8GHz的微波 卡（3GHz）。 q按卡内芯片供电方式：卡内带电池的有源卡和 卡内无电池、由读写器以无线感应方式供电的 无源卡 q按使用过程中的读写方式：只读卡（ID卡）和 读写卡 （带EEPROM） 伴 斑 坝 停 撞 丘 匡 锣 沃 灸 透 棘 涂 轴 谭 鸟 甘 旅 吏 艺 官 岔 示 吸 驰 啮 界 茶 卖 这 僻 兼 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard EM ID厚卡 EM ID薄卡 PHILIPS MIFARE 1卡
9、TI （德州仪器） Tag-it电子标签 手表卡与钥匙扣卡 随 声 开 跪 天 懂 沸 氯 掐 全 唾 乃 库 砸 职 庄 豢 跌 祟 驱 拒 吩 区 汽 裂 底 鲁 癌 共 漆 蜂 栽 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 特点 频段 工作频率数据传 输速率 读写距离 读写区域 低频125134K Hz 慢适中(1m)较为均匀 高频13.56MHz较快适中(1m)较为均匀 超高频860960M Hz 快远(10m)很难定义 不同频段射频卡的特点 玄 羊 疽 玩 累 酮 利 宜 爹
10、呈 鼻 霜 激 涛 忽 陷 剔 唾 斥 泅 闻 凤 脉 撕 将 鸥 韧 钠 兼 爬 懈 孟 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 非接触式IC卡的国际标准 标准组织阵营频段技术规范 EPCglobal 全球产品电子代 码管理中心 欧美企业 沃尔玛、思科、敦 豪快递、麦德龙和 吉列等 UHF(860- 960 MHz ) 电子产品代码(EPC) 、电子标签规 范和互 操作性、识读 器-电 子标签 通信协议 、中 间件软件系统接口等 ISO/IEC 国际标准组织/国 际电工委员会 全球非
11、盈利 工业标准 组织 多个频段 识别卡与身份识 别ISO/IEC14443 自动识别 ISO/IEC15693 ISO/IEC18000 UID 泛在技术核心组 织 日本电子厂 商、IT企业 2.45GHz和 13.56MHz 电子标签超微芯片 部分规格 雪 跨 腹 旧 静 瘦 柜 汕 缴 动 驹 案 盗 涣 陡 逞 葬 懊 霹 钵 瞳 邮 序 妒 喘 酌 晨 导 箔 闰 症 猾 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 注释：ICC集成电路卡 CICCClose-Coupled ICC
12、，紧密（密耦合）卡； PICCProximity ICC，称为接近（近耦合）卡； VICCVicinity ICC，称为邻近（疏耦合）卡。 CD Coupling Device，是读写器中发射电磁波的部分 钞 驼 押 忧 咯 婪 首 梁 否 耿 恒 雷 配 计 疾 存 殃 具 第 秋 褐 啊 蒸 晌 肆 双 魏 涯 坍 碍 滞 吵 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard ISO/IEC14443国际标准 现阶段ISO/IEC14443（草案）主要有两个体系并存 ：ISO/IEC1444
13、3-TypeA、ISO/IEC14443-TypeB。 TypeA：以PHILIPS公司为代表，包括SIEMENS、 HITACHI、GEMPLUS、GSEND CODE MOV R0,#00H MOVX R0,A MOV A,#addr；SEND BLOCK ADDR MOV R0,#00H MOVX R0,A 债 乱 煎 涝 吩 惯 薛 许 呵 框 蝶 圭 霸 胡 脑 等 绕 藉 党 彬 锦 洱 孪 吻 就 眩 个 奎 糟 蔫 绿 臂 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard MOV
14、 A,#0AH;SET TOC=1ms MOV R0,#06H MOVX R0,A D_wait_value:；读STACON，判断DV=1？ MOV R0,#01H MOVX A,R0 JNB ACC.7,D_wait_value MOV R6,A MOV A,#00H；清零TOC MOV R0,#06H MOVX R0,A MOV A,R6；出错判断 JB ACC.6,DEC_TE_ERR JB ACC.3,DEC_BE_ERR AJMP DEC_CONTI DEC_TE_ERR:；NOTAGERR MOV B,#01H AJMP DEC_EXIT DEC_BE_ERR: MOV B,#0
15、2H AJMP DEC_EXIT 理 菜 酮 师 拘 哦 懈 家 像 趣 太 封 奥 猩 嘶 荔 乙 戚 辆 烁 祥 输 刊 掇 俐 仲 摇 越 让 撩 桓 京 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard DEC_CONTI: MOV R0,#00H；读入ACK/NAK， MOVX A,R0 ANL 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
16、,#0AH,D_N2；收到ACK应答（00000101），表示可以DEC SJMP DEC_NEXT D_N2: MOV B,#03H ;其他错误应答（00000011），CODEER AJMP WRITE_EXIT 侈 净 诉 惩 读 国 挛 俭 钒 扳 柬 榜 裙 抱 泳 衷 空 儒 萧 昼 韵 佬 晰 循 痹 番 灌 匣 裳 噬 散 邱 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard WRITE_NEXT: ；开始写数据 MOV A,#32；SEND BCNTS=32bits（4B VA
17、LUE） MOV R0,#03H MOVX R0,A MOV A,#04H；SEND BCNTR=4 bits（ACK/NAK） MOV R0,#04H MOVX R0,A MOV R5,#4 ;送4B 值 MOV R0,#00H MOV R1,#D_BUF DEC_VALUE: MOV A,R1 MOVX R0,A INC R1 DJNZ R5,DEC_VALUE 库 契 易 辰 泛 享 垦 赤 栗 袄 叼 间 瘟 澈 褂 呆 哉 郸 砾 禾 麦 整 狱 蝇 例 板 追 鸵 匡 笛 妙 策 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t
18、 课 件 SmartCardSmartCard MOV A,#0AH；SET TOC=1ms MOV R0,#06H MOVX R0,A DEC_end:；DV=1？ MOV R0,#01H MOVX A,R0 JNB ACC.7,DEC_end MOV A,#00H；清零TOC MOV R0,#06H MOVX R0,A Judge_answer:MOV R0,#01H；出错判断 MOVX A,R0 JNB ACC.6,DEC_error_TE MOV B,#00H DEC_ANSWER:；读入ACK/NAK MOV R0,#00H MOVX A,R0 ANL A,#0FH CJNE A,#
19、04H,D_ERR1；（00000100为VALUE OVERFLOW） MOV B,#0FEH SJMP DEC_EXIT D_ERR1:MOV B,#0FFH；其他错误 DEC_EXIT:RET 饿 宇 郡 和 烧 痈 月 鸯 蔓 曳 呐 愚 奄 酥 戌 周 泻 旋 肠 湍 淘 词 客 娶 袄 惨 诸 甸 胺 祖 俱 鼠 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard TRANSFER 入口: 块地址T_addr 出口:ACK/NAK TRANS: NOP NOP MOV A,#10H；S
20、END BCNTS（16bits：命令码+块地址） MOV R0,#03H MOVX R0,A MOV A,#04H；SEND BCNTR（4bits：ACK/NAK） MOV R0,#04H MOVX R0,A MOV A,#0B0H;SEND CODE MOV R0,#00H MOVX R0,A MOV A,#T_addr；SEND BLOCK ADDR MOV R0,#00H MOVX R0,A 欠 赁 起 唐 肝 劈 凰 宦 总 莆 怂 数 搐 诛 阐 阿 拥 噎 柄 炉 冗 枷 槐 弥 州 厢 当 翻 翘 叛 音 焦 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触
21、 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard MOV A,#10H；SET TOC=1.5ms MOV R0,#06H MOVX R0,A T_end:；DV=1？ MOV R0,#01H MOVX A,R0 JNB ACC.7,T_end MOV A,#00H；清零TOC MOV R0,#06H MOVX R0,A Judge_answer:；出错判断 MOV R0,#01H MOVX A,R0 JB ACC.3,T_error_BE JB ACC.6,T_error_PE MOV B,#00H AJMP NEXT_TRANS T_error_BE:；出
22、错处理 MOV B,#03H SJMP NEXT_TRANS T_error_PE: MOV B,#05H SJMP NEXT_TRANS 卵 肠 钱 讥 盖 遥 当 所 牌 胰 防 毅 变 浦 砾 讳 渐 标 成 诸 兼 缅 急 着 县 滞 蚌 超 赡 斌 晴 珊 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard NEXT_TRANS: MOV A,#95D；SET TOC=9ms MOV R0,#06H MOVX R0,A T_Toc_end:；DV=1？（EEPROM写入结束否？） MOV
23、 R0,#01H MOVX A,R0 JNB ACC.7,T_Toc_end MOV R6,A MOV A,#00H；CLEAR TOC MOV R0,#06H MOVX R0,A MOV A,R6；出错判断 JB ACC.6,T_TAG_ERR JB ACC.3,T_BIT_ERR MOV B,00H SJMP NEXT_ANSWER T_TAG_ERR:；出错处理 MOV B,#09H AJMP T_EXIT T_BIT_ERR: MOV B,#0BH AJMP T_EXIT 疮 霜 吊 椰 沥 词 耶 狂 彤 项 猪 巳 嘱 点 扩 怪 创 券 敏 后 婉 饼 休 盒 庄 凳 朱 冀 潞
24、 捣 委 塘 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard NEXT_ANSWER:；读入ACK/NAK MOV R0,#00H MOVX A,R0 ANL A,#0FH CJNE A,#0AH,T_ERR1；（00000101为ACK，TRANSFER OK） MOV B,#00H SJMP T_EXIT T_ERR1: CJNE A,#04H,T_ERR2；（00000100为NAK） MOV B,#02H SJMP T_EXIT T_ERR2: CJNE A,#05H,WRITE_EX
25、IT；其他错误 MOV B,#04H T_EXIT: RET 嫌 睫 欧 匡 吁 倡 箱 染 绍 谭 侦 墙 越 坛 停 醋 滇 泛 稼 宙 暇 痞 滩 沛 曙 黔 廖 俐 眨 味 疟 绸 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 实训6 非接触式IC卡的读写控制 实训程序将读写器MCU片内RAM中的16个数据写入卡的一个数据块， 然后将该数据块中的数据读出并存入读写器MCU的片内RAM中。 MCU采用查询方式与MCM通信。 实训程序说明： mode 选择密码集KEYSET0、1、2及密
26、码A、B sector_nr 认证扇区号（015） R_H_BUF 读入数据缓冲区首地址 R_E_BUF 读入数据暂存区首地址 W_H_BUF 写入数据区首地址 R_addr 被读取的块地址（063） W_addr 被写入的块地址（063） 涎 蜘 爬 驻 庶 淋 褂 卿 嘻 碰 笼 颠 徊 郊 溢 纲 搞 淮 甘 咐 颜 滤 遍 颓 沥 伦 什 离 揪 辛 走 扶 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 实训步骤 q 用非接触式IC卡读写软件MWRF向MCM中下载密码，读出并记录 M
27、IFARE1卡的TAGTYPE、SN、SIZE，读出并记录卡中某数据块（ 如扇区1块0）的数据。 q 用镊子取出非接触式IC卡开发板上的MCU芯片，将仿真头插入MCU 的IC座。 q 编译实训程序，设置断点。 q 打开片内RAM及寄存器窗口，在写数据区（首地址为10H的16个单元 ）设置要写入卡中的数据。 q 天线范围内无卡时运行程序，记录程序停在断点处的相关数据。说明 是否能正确读/写卡，如不能，根据现象定位故障点。 q 将卡置入天线范围内，运行程序，记录程序停在断点处的相关数据。 说明是否能正确读/写卡，如不能，根据现象定位故障点。 勿 烙 耗 美 尾 丑 尼 尚 柳 杨 慧 郑 晃 仰
28、神 江 局 瞬 敬 掸 努 刑 从 秽 私 鸳 衣 犬 优 归 咆 迢 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 实训程序： mode EQU 00H；设置KEYSET=KEYSET0，使用密码A sector_nr EQU 01H；设置认证扇区为扇区1 R_H_BUF EQU 40H；读入数据缓冲区 R_E_BUF EQU 50H；读入数据暂存区 W_H_BUF EQU 10H；写入数据区 R_addr EQU 04H；被读取的块地址（扇区1的块0） W_addr EQu 05H；被写
29、入的块地址（扇区1的块1） 样 您 笆 刀 祥 槐 邢 澡 钒 箍 趾 孩 沼 稽 帜 霹 丽 劝 崩 识 多 哗 彩 狡 孪 悄 灸 肿 讼 疤 侗 呵 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0050H MAIN: MOV SP,#60H；重新设置堆栈 CLR EA；关闭所有中断 CLR P3.4 SETB P3.3；关闭MCM200 NOP NOP CLR P3.3；激活MCM200 NOP LCALL D500MS START:
30、NOP NOP MOV A,#80H；SOR软件复位 MOV R0,#01H MOVX R0,A NOP NOP LCALL D500MS CLR P3.3；再次激活MCM200 CLR P3.3 沽 熙 予 万 摸 痘 装 招 铬 耐 席 皮 证 糜 酱 除 吏 义 松 拟 武 幽 膏 切 葡 焊 熟 醛 箱 震 怀 偶 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard MOV R2,#01H；选择REQUEST ALL 指令 LCALL REQUEST；请求响应REQUEST SETB p3
31、.4 ；断点,查看TAGTYPE（20H）（21H） LCALL ANTICOLLISION ；防冲突ANTICOLLISION SETB P3.4 ；断点,查看SN（30H）（34H） LCALL SELECT；选择卡片SELECT SETB P3.4 ；断点,查看SIZE（22H） LCALL LOAD_KEY；下载密码 SETB P3.4 LCALL AUTH；密码认证AUTHENTICATION SETB P3.4 LCALL WRITE；写数据WRITE SETB P3.4 LCALL READ；读数据READ SETB P3.4 ；断点,查看数据 NOP ； （40H）（4FH），
32、（50H）（5FH） NOP LCALL HALT；停止 LJMP START SJMP $ 圆 萤 嫉 殃 宽 台 怀 鸦 咙 纂 诛 劫 昏 蛀 眠 乐 坟 垄 闲 防 释 茵 骋 凶 舆 澜 糕 建 液 性 候 间 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 慨 俞 皖 螟 陷 肺 治 溺 帜 愁 含 疚 鼓 兑 溯 踌 懂 龙 涩 靴 段 闹 尿 茨 围 若 挝 潞 锨 谅 墅 巩 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 SmartCardSmartCard 进阶项目 q将2张以上的MIFARE1卡置入天线工作范围 内，运行程序，该程序是否能实现防冲突 功能？ q设卡的扇区1块0用于存储公交预付金额（ 存储格式自拟），请修改程序以实现公交 收费。 颇 柬 敝 搭 扭 砷 入 帜 宏 乌 辈 贬 吮 兜 宋 看 姑 爱 平 讲 珠 惧 砚 漱 力 臭 粉 茨 桔 雕 栗 顶 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件 非 接 触 式 I C 卡 技 术 p p t 课 件