RC522刷卡模块原理简介

一、实验简介

1. RC522 刷卡模块是应用于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。

非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，常被用于智能仪表和便携式手持设备中，如“三表”（水表、电表、燃气表）应用。其射频卡技术，将射频识别技术和IC卡技术结合，结束了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，为电子器件领域带来突破。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。

二、实验器材

本实验使用到了CW32-48F大学计划开发板、TTS语音播报模块、RC522刷卡模块、IC钥匙扣卡及Keil5开发环境。

CW32-48F大学计划板	TTS语音播报模块
RC522刷卡模块	IC钥匙扣卡
实物图

【RC522刷卡模块与单片机接线】：

3.3V -- 3.3V

RST -- PB15

GND -- GND

IRQ 悬空

MISO -- PB14

MOSI -- PB13

SCK -- PB12

SDA -- PA6

（注：采用SPI通信方式）

【TTS语音播报模块与单片机接线】：

黑线 -- GND

红线 -- 3.3V

黄线 -- PA9

白线 -- PA10

三、原理简介

RC522模块（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。

四、核心代码

main.c:
#include "main.h"
#include "Uart.h"
#include "stdio.h"
#include "Delay.h"
#include "RC522.h"
#include "Buzzer.h"
#include "Lcd_Driver.h"
#include "LCD_calculate.h"


#define MONRY 100    //IC卡初始金额


uint8_t RecPcd[2]={0};  //存放IC卡类型
uint8_t uid[4]={0};     //存放IC唯一序列号
uint8_t read[16]={0};   //存放读出的数据
uint8_t write[16]={0};  //存放写入的数据
uint8_t DefaultKey[6]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};//密钥(出厂默认)


void Card_Refresh(void)     //刷新卡的余额，仅在第一次使用IC卡或者IC金额刷光后使用
{
  write[0]=MONRY;   //将初始金额存进要写入IC卡的数组中
  RC522_PcdWrite(0x01,write);//将数据写入块1
}


int main()
{
  char str[16]="";   //存放显示在屏幕上的字符串
  Lcd_Init();        //TFT屏幕初始化
  UART3_Init();      //串口3初始化，通过串口进行语音播报
  Buzzer_Init();     //初始化板载蜂鸣器
  RC522_Init();       //初始化RC522刷卡模块
  Gui_DrawFont_GBK16(0,0,BLUE,WHITE,"      BUS       ");  //显示界面
  TFTShowString(2,0,"price: 1 RMB  ");  //单次刷卡金额
  while(1)
  {  
    TFTShowString(4,0,"Waiting card...");
    if(RC522_PcdRequest(PICC_REQALL,RecPcd)==MI_OK) //寻卡，有卡就认
    {  
      GPIO_WritePin(CW_GPIOB,GPIO_PIN_3,GPIO_Pin_SET);  //寻卡成功则蜂鸣器发出“滴”的一声
      Delay_ms(100);
      GPIO_WritePin(CW_GPIOB,GPIO_PIN_3,GPIO_Pin_RESET);
      if(RC522_PcdAnticoll(uid)==MI_OK)//防冲突，应对同时有多张卡的情况，将被选中卡片的序列号保存到uid中
      {  
        if(RC522_PcdSelect(uid)==MI_OK) //选定序列号为uid的卡片
        {
          if(RC522_PcdAuthState(PICC_AUTHENT1A,0x01,DefaultKey,uid)==MI_OK)//验证该卡片第一扇区A密钥
          {      
//            Card_Refresh();  //刷新卡的余额        
            if(RC522_PcdRead(0x01,read)==MI_OK)     //1.读取块1（16字节）数据
            {
              write[0]=read[0]-1;                   //2.读出数据的第一字节减去（车）票价，存到写入数据的第一字节中
              if(RC522_PcdWrite(0x01,write)==MI_OK) //3.写入数据到块1
              {
                if(RC522_PcdRead(0x01,read)==MI_OK) //4.读出刷卡后块1的数据，进行播报和显示
                {  
                  printf("刷卡成功");//语音播报刷卡成功
                  TFTShowString(4,0,"Brushing card...");
                  sprintf(str,"  balance:%d",read[0]);
                  TFTShowString(6,0,str);//显示卡中余额  
                }
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    Delay_s(1); //刷卡间隔
    TFTShowString(6,0,"                "); //覆盖余额显示
  }
}

五、效果演示

等待刷卡

正在刷卡

审核编辑：汤梓红