STM32系列(HAL库)——F103C8T6通过MFRC522、RFID射频卡、门禁卡模块读取卡片ID
1.软件准备
(1)编程平台：Keil5
(2)CubeMX
(3)XCOM(串口调试助手)
2.硬件准备
(1)MFRC-522模块
(2)F1的板子，本例使用经典F103C8T6
(3)ST-link 下载器
(4)USB-TTL模块
(5)杜邦线若干
3.模块资料
（1）模块简介：
MFRC522-AN模块采用 Philips MFRC522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。
（2）关于RC255芯片：
MFRC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片,“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。MFRC522利用了先进的调制和解调概念,集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持14443A兼容应答器信号。数字部分处理ISO014443A帧和错误检测。此外,还支持快速 CRYPTO1加密算法,用语验证MIFARE系列产品。MFRC522支持 MIFARE系列更高速的非接触式通信,双向数据传输速率高达424 kbit/s 。作为13.56MHz高集成度读写卡系列芯片家族的新成员，MRC522与MFRC500和MFRC530有不少相似之处,同时也具备许多特点和差异。它与主机间通信采用SPi模式,有利于减少连线,缩小PCB板体积,降低成本。
(3)模块参数：
①工作电压:3.3v
②工作频率：13.56MHz
③支持卡类型：mifare1 s50、mifare1s70、 mifareUltraLight、mifare Pro, mifare Desfire
④通信方式：SPI协议
⑤环境工作温度：-20°C——80°C
4.CubeMX配置
(1)芯片选择
(2)配置RCC、SYS、时钟树
配置RCC
配置SYS
配置时钟树
(3)配置GPIO
(4)配置串口1
（5）配置SPI2
（6）设置路径、生成代码工程
5、Keil5代码
(1)勾选Use MicroLIB
(2)创建RC522.c和RC522.h文件
(3)添加上述的RC522.c文件进工程
——————上述两步参考之前系列教学步骤，在此不再赘述(点击跳转)
(4)RC522.c和5C522.h代码
RC522.c
（以下部分仅读卡功能，更多功能请在文章结尾下载源码查看）
#include "rc522.h"
#include "stdio.h"
//SPI2_SCK PB13
//SPI2_MISO PB14
//SPI2_MOSI PB15
//RCC522_RST(CE) PB9
//RCC522_NSS(SDA） PB8
//RCC522_IRQ 悬空
uint8_t UID[5],Temp[4];
uint8_t RF_Buffer[18];
uint8_t Password_Buffer[6]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; // Mifare One 缺省密码
void RC522_Init(void)
{
RC522_SDA_LOW;
HAL_SPI_Transmit(&hspi2, (uint8_t *)0xaa, sizeof((uint8_t *)0xaa), 0xFF);//启动传输
RC522_SDA_HIGH;
HAL_Delay(50);
PcdReset();//复位RC522读卡器
HAL_Delay(10);
PcdReset();//复位RC522读卡器
HAL_Delay(10);
PcdAntennaOff();//关闭天线发射
HAL_Delay(10);
PcdAntennaOn();//开启天线发射
printf("RFID-MFRC522 初始化完成\r\nFindCard Starting ...\r\n"); //测试引脚初始化完成
}
void delay_ns(uint32_t ns)
{
uint32_t i;
for(i=0;iSR,((uint16_t)0x0002)) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
{
;
}
SPI2->DR=TxData; //通过外设SPIx发送一个数据
while (SPI_CHECK_FLAG(SPI2->SR,((uint16_t)0x0001)) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
{
}
return SPI2->DR; //返回通过SPIx最近接收的数据
}
//******************************************************************/
//功 能：读RC522寄存器
//参数说明：Address[IN]:寄存器地址
//返 回：读出的值
//******************************************************************/
unsigned char ReadRawRC(unsigned char Address)
{
uint8_t ucAddr;
uint8_t ucResult=0;
RC522_SDA_LOW;
HAL_Delay(10);
ucAddr = ((Address<<1)&0x7E)|0x80;
RC522_ReadWriteByte(ucAddr);
HAL_Delay(10);
ucResult=RC522_ReadWriteByte(0);
HAL_Delay(10);
RC522_SDA_HIGH;
return ucResult;
}
//******************************************************************/
//功 能：写RC522寄存器
//参数说明：Address[IN]:寄存器地址
// value[IN]:写入的值
//******************************************************************/
void WriteRawRC(unsigned char Address, unsigned char value)
{
uint8_t ucAddr;
RC522_SDA_LOW;
HAL_Delay(10);
ucAddr = ((Address<<1)&0x7E) ;
RC522_ReadWriteByte(ucAddr);
HAL_Delay(10);
RC522_ReadWriteByte(value);
HAL_Delay(10);
RC522_SDA_HIGH;
}
//******************************************************************/
//功 能：置RC522寄存器位
//参数说明：reg[IN]:寄存器地址
// mask[IN]:置位值
//******************************************************************/
void SetBitMask(unsigned char reg,unsigned char mask)
{
char tmp = 0x0 ;
tmp = ReadRawRC(reg)| mask;
WriteRawRC(reg,tmp | mask); // set bit mask
}
//******************************************************************/
//功 能：清RC522寄存器位
//参数说明：reg[IN]:寄存器地址
// mask[IN]:清位值
//******************************************************************/
void ClearBitMask(unsigned char reg,unsigned char mask)
{
char tmp = 0x0 ;
tmp = ReadRawRC(reg)&(~mask);
WriteRawRC(reg, tmp) ; // clear bit mask
}
//******************************************************************/
//功 能：复位RC522
//返 回: 成功返回MI_OK
//******************************************************************/
char PcdReset()
{
RC522_RST_HIGH; ;
delay_ns(10) ;
RC522_RST_LOW; ;
delay_ns(100) ;
RC522_RST_HIGH; ;
delay_ns(10) ;
WriteRawRC(CommandReg,PCD_RESETPHASE);
delay_ns(100) ;
WriteRawRC(ModeReg,0x3D) ;//定义发送和接收常用模式 和Mifare卡通讯，CRC初始值0x6363
WriteRawRC(TReloadRegL,30) ;//16位定时器低位 30
WriteRawRC(TReloadRegH,0) ;//16位定时器高位
WriteRawRC(TModeReg,0x8D) ;//定义内部定时器的设置
WriteRawRC(TPrescalerReg,0x3E) ;//设置定时器分频系数
WriteRawRC(TxASKReg,0x40) ;//调制发送信号为100%ASK
return MI_OK ;
}
//
//设置RC522的工作方式
//
char MF522PcdConfigISOType(unsigned char type)
{
if (type == 'A') //ISO14443_A
{
ClearBitMask(Status2Reg,0x08); //状态2寄存器
WriteRawRC(ModeReg,0x3D); //3F //和Mifare卡通讯，CRC初始值0x6363
WriteRawRC(RxSelReg,0x86); //84 选择内部接收器设置，内部模拟部分调制信号，发送数据后，延迟6个位时钟，接收
WriteRawRC(RFCfgReg,0x7F); //4F 配置接收器 48dB最大增益
WriteRawRC(TReloadRegL,30); //tmoLength);TReloadVal = 'h6a =tmoLength(dec)
WriteRawRC(TReloadRegH,0); //实际值是OXD3E 这部分主要是设置定时器寄存器
WriteRawRC(TModeReg,0x8D);
WriteRawRC(TPrescalerReg,0x3E);
delay_ns(1000);
PcdAntennaOn();
}
else {return 0xFE;}
return MI_OK;
}
//******************************************************************/
//开启天线发射
//每次启动或关闭天险发射之间应至少有1ms的间隔
//******************************************************************/
void PcdAntennaOn()
{
unsigned char i;
WriteRawRC(TxASKReg,0x40) ;
HAL_Delay(1);
i = ReadRawRC(TxControlReg) ;
if(!(i&0x03))
SetBitMask(TxControlReg, 0x03);
i=ReadRawRC(TxASKReg) ;
}
//******************************************************************/
//关闭天线发射
//******************************************************************/
void PcdAntennaOff()
{
ClearBitMask(TxControlReg, 0x03);
}
//******************************************************************/
//功 能：通过RC522和ISO14443卡通讯
//参数说明：Command[IN]:RC522命令字
// pInData[IN]:通过RC522发送到卡片的数据
// InLenByte[IN]:发送数据的字节长度
// pOutData[OUT]:接收到的卡片返回数据
// *pOutLenBit[OUT]:返回数据的位长度
//******************************************************************/
char PcdComMF522(unsigned char Command ,unsigned char *pInData ,
unsigned char InLenByte,unsigned char *pOutData,
unsigned int *pOutLenBit )
{
char status = MI_ERR ;
unsigned char irqEn = 0x00 ;
unsigned char waitFor = 0x00 ;
unsigned char lastBits ;
unsigned char n ;
unsigned int i ;
switch (Command)
{
case PCD_AUTHENT:
irqEn = 0x12 ;
waitFor = 0x10 ;
break ;
case PCD_TRANSCEIVE:
irqEn = 0x77 ;
waitFor = 0x30 ;
break ;
default:
break ;
}
WriteRawRC(ComIEnReg,irqEn|0x80) ; //
ClearBitMask(ComIrqReg,0x80) ;
WriteRawRC(CommandReg,PCD_IDLE) ;
SetBitMask(FIFOLevelReg,0x80) ; // 清空FIFO
for(i=0; iMAXRLEN)
n = MAXRLEN ;
for (i=0; i>4)*10+(UID[0]&0x0f));
switch(temp_value)
{
case 63 : printf("管理员:%d 验证通过!\r\n",temp_value); break;
default : printf("无效卡:%d 验证失败!\r\n",temp_value); break;
}
}
}
} RC522.h
#ifndef __RC522_H
#define __RC522_H
#include "spi.h"
#include "main.h"
#include "usart.h"
//------------------------------- RC522引脚定义 ------------------------------//
#define RC522_SDA_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, RC522_SDA_Pin, GPIO_PIN_SET);
#define RC522_SDA_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, RC522_SDA_Pin, GPIO_PIN_RESET);
#define RC522_RST_HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, RC522_RST_Pin, GPIO_PIN_SET);
#define RC522_RST_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, RC522_RST_Pin, GPIO_PIN_RESET);
#define MAXRLEN 18
#define MIN_STRENGTH 228
//******************************************************************/
// RC522 FIFO长度定义 /
//******************************************************************/
#define DEF_FIFO_LENGTH 64 //FIFO size=64byte
//******************************************************************/
// RC522命令字 /
//******************************************************************/
#define PCD_IDLE 0x00 //取消当前命令
#define PCD_AUTHENT 0x0E //验证密钥
#define PCD_RECEIVE 0x08 //接收数据
#define PCD_TRANSMIT 0x04 //发送数据
#define PCD_TRANSCEIVE 0x0C //发送并接收数据
#define PCD_RESETPHASE 0x0F //复位
#define PCD_CALCCRC 0x03 //CRC计算
//******************************************************************/
// Mifare_One卡片命令字 */
//******************************************************************/
#define PICC_REQIDL 0x26 //寻天线区内未进入休眠状态
#define PICC_REQALL 0x52 //寻天线区内全部卡
#define PICC_ANTICOLL1 0x93 //防冲撞
#define PICC_ANTICOLL2 0x95 //防冲撞
#define PICC_AUTHENT1A 0x60 //验证A密钥
#define PICC_AUTHENT1B 0x61 //验证B密钥
#define PICC_READ 0x30 //读块
#define PICC_WRITE 0xA0 //写块
#define PICC_DECREMENT 0xC0 //扣款
#define PICC_INCREMENT 0xC1 //充值
#define PICC_RESTORE 0xC2 //调块数据到缓冲区
#define PICC_TRANSFER 0xB0 //保存缓冲区中数据
#define PICC_HALT 0x50 //休眠
//******************************************************************/
// MF522寄存器定义 /
//******************************************************************/
// PAGE 0
#define RFU00 0x00
#define CommandReg 0x01
#define ComIEnReg 0x02
#define DivlEnReg 0x03
#define ComIrqReg 0x04
#define DivIrqReg 0x05
#define ErrorReg 0x06
#define Status1Reg 0x07
#define Status2Reg 0x08
#define FIFODataReg 0x09
#define FIFOLevelReg 0x0A
#define WaterLevelReg 0x0B
#define ControlReg 0x0C
#define BitFramingReg 0x0D
#define CollReg 0x0E
#define RFU0F 0x0F
// PAGE 1
#define RFU10 0x10
#define ModeReg 0x11
#define TxModeReg 0x12
#define RxModeReg 0x13
#define TxControlReg 0x14
#define TxASKReg 0x15
#define TxSelReg 0x16
#define RxSelReg 0x17
#define RxThresholdReg 0x18
#define DemodReg 0x19
#define RFU1A 0x1A
#define RFU1B 0x1B
#define MifareReg 0x1C
#define RFU1D 0x1D
#define RFU1E 0x1E
#define SerialSpeedReg 0x1F
// PAGE 2
#define RFU20 0x20
#define CRCResultRegM 0x21
#define CRCResultRegL 0x22
#define RFU23 0x23
#define ModWidthReg 0x24
#define RFU25 0x25
#define RFCfgReg 0x26
#define GsNReg 0x27
#define CWGsCfgReg 0x28
#define ModGsCfgReg 0x29
#define TModeReg 0x2A
#define TPrescalerReg 0x2B
#define TReloadRegH 0x2C
#define TReloadRegL 0x2D
#define TCounterValueRegH 0x2E
#define TCounterValueRegL 0x2F
// PAGE 3
#define RFU30 0x30
#define TestSel1Reg 0x31
#define TestSel2Reg 0x32
#define TestPinEnReg 0x33
#define TestPinValueReg 0x34
#define TestBusReg 0x35
#define AutoTestReg 0x36
#define VersionReg 0x37
#define AnalogTestReg 0x38
#define TestDAC1Reg 0x39
#define TestDAC2Reg 0x3A
#define TestADCReg 0x3B
#define RFU3C 0x3C
#define RFU3D 0x3D
#define RFU3E 0x3E
#define RFU3F 0x3F
//******************************************************************/
// RC522通讯返回错误代码 /
//******************************************************************/
#define MI_ERR 0xFE
//#define MI_ERR //(-2)
// Mifare Error Codes
// Each function returns a status value, which corresponds to the
// mifare error codes.
#define MI_OK 0
#define MI_CHK_OK 0
#define MI_CRC_ZERO 0
#define MI_CRC_NOTZERO 1
#define MI_NOTAGERR 0xFF
#define MI_CHK_FAILED 0xFF
#define MI_CRCERR 0xFE
#define MI_CHK_COMPERR 0xFE
#define MI_EMPTY 0xFD
#define MI_AUTHERR 0xFC
#define MI_PARITYERR 0xFB
#define MI_CODEERR 0xFA
#define MI_SERNRERR 0xF8
#define MI_KEYERR 0xF7
#define MI_NOTAUTHERR 0xF6
#define MI_BITCOUNTERR 0xF5
#define MI_BYTECOUNTERR 0xF4
#define MI_IDLE 0xF3
#define MI_TRANSERR 0xF2
#define MI_WRITEERR 0xF1
#define MI_INCRERR 0xF0
#define MI_DECRERR 0xEF
#define MI_READERR 0xEE
#define MI_OVFLERR 0xED
#define MI_POLLING 0xEC
#define MI_FRAMINGERR 0xEB
#define MI_ACCESSERR 0xEA
#define MI_UNKNOWN_COMMAND 0xE9
#define MI_COLLERR 0xE8
#define MI_RESETERR 0xE7
#define MI_INITERR 0xE7
#define MI_INTERFACEERR 0xE7
#define MI_ACCESSTIMEOUT 0xE5
#define MI_NOBITWISEANTICOLL 0xE4
#define MI_QUIT 0xE2
#define MI_RECBUF_OVERFLOW 0xCF
#define MI_SENDBYTENR 0xCE
#define MI_SENDBUF_OVERFLOW 0xCC
#define MI_BAUDRATE_NOT_SUPPORTED 0xCB
#define MI_SAME_BAUDRATE_REQUIRED 0xCA
#define MI_WRONG_PARAMETER_VALUE 0xC5
#define MI_BREAK 0x9E
#define MI_NY_IMPLEMENTED 0x9D
#define MI_NO_MFRC 0x9C
#define MI_MFRC_NOTAUTH 0x9B
#define MI_WRONG_DES_MODE 0x9A
#define MI_HOST_AUTH_FAILED 0x99
#define MI_WRONG_LOAD_MODE 0x97
#define MI_WRONG_DESKEY 0x96
#define MI_MKLOAD_FAILED 0x95
#define MI_FIFOERR 0x94
#define MI_WRONG_ADDR 0x93
#define MI_DESKEYLOAD_FAILED 0x92
#define MI_WRONG_SEL_CNT 0x8F
#define MI_RC531_WRONG_READVALUE 0x8E //LI ADDED 09-4-24
#define MI_WRONG_TEST_MODE 0x8C
#define MI_TEST_FAILED 0x8B
#define MI_TOC_ERROR 0x8A
#define MI_COMM_ABORT 0x89
#define MI_INVALID_BASE 0x88
#define MI_MFRC_RESET 0x87
#define MI_WRONG_VALUE 0x86
#define MI_VALERR 0x85
//******************************************************************/
// 函数定义 /
//******************************************************************/
void RC522_Init(void);
char RC522_ReadWriteByte(uint8_t TxData);
void delay_ns(uint32_t ns);
char PcdHalt(void) ;
char PcdReset(void) ;
void PcdAntennaOn(void) ;
void PcdAntennaOff(void) ;
char PcdRequest(unsigned char req_code,unsigned char *pTagType) ;
char PcdAnticoll(unsigned char *pSnr) ;
char PcdSelect(unsigned char *pSnr) ;
char PcdAuthState(unsigned char auth_mode,unsigned char addr,
unsigned char *pKey,unsigned char *pSnr) ;
char PcdRead(unsigned char addr,unsigned char *pData) ;
char PcdWrite(unsigned char addr,unsigned char *pData) ;
char PcdValue(unsigned char dd_mode,unsigned char addr,unsigned char *pValue);
char PcdBakValue(unsigned char sourceaddr, unsigned char goaladdr) ;
char MF522PcdConfigISOType(unsigned char type);
char PcdComMF522(unsigned char Command, unsigned char *pInData,
unsigned char InLenByte,unsigned char *pOutData,
unsigned int *pOutLenBit ) ;
void CalulateCRC(unsigned char *pIndata,unsigned char len,
unsigned char *pOutData ) ;
void WriteRawRC(unsigned char Address,unsigned char value) ;
unsigned char ReadRawRC(unsigned char Address) ;
void SetBitMask(unsigned char reg,unsigned char mask) ;
void ClearBitMask(unsigned char reg,unsigned char mask) ;
char Read_Block(unsigned char Block,unsigned char *Buf) ;
char Write_Block(unsigned char Block) ;
void PcdAntennaTestOn(void) ;
extern char KK[8] ; // 数据加密密钥
extern unsigned char RF_Buffer[18] ; // 射频卡数据缓冲区
extern unsigned char UID[5] ;
extern unsigned char Password_Buffer[6] ;
extern void Uart1_SendByte(uint32_t ch);
// extern void Des_Encrypt(char* In, char* K,char* Out) ;
// extern void Des_Decrypt(char* In, char* K,char* Out) ;
extern unsigned char des_on ; // DES加密标志
void ReaderCard(void);
#endif
(5)usrat.c代码添加
/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END 0 */
/* USER CODE BEGIN 1 */
/*********************************************************
*
*重定义 fputc 函数
*
*********************************************************/
int fputc(int ch,FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit (&huart1 ,(uint8_t *)&ch,1,HAL_MAX_DELAY );
return ch;
}
/* USER CODE END 1 */(6)main函数
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_SPI2_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
RC522_Init();
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
HAL_Delay(1000);
ReaderCard();
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}6.接线图及效果
