RC522（RFID射频模块）读卡ID的简单应用
文章目录
- 一、RFID是什么？
- 二、RC522模块
- 三、使用步骤
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- 1.硬件
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- 1.1 硬件连接
- 1.2 引脚定义
- 2.软件
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- 2.1 初始化配置代码如下（示例）：
- 2.2 引脚配置代码如下（示例）：
- 2.3 模块复位代码如下（示例）：
- 2.4 关闭天线代码如下（示例）：
- 2.5 打开天线代码如下（示例）：
- 2.6 SPI写字节代码如下（示例）：
- 2.7 SPI读字节代码如下（示例）：
- 2.8 写寄存器代码如下（示例）：
- 2.9 读寄存器代码如下（示例）：
- 2.10 寻卡代码如下（示例）：
- 2.11 防止多卡冲突代码如下（示例）：
- 2.12 选定卡片代码如下（示例）：
- 2.13 验证卡片密码代码如下（示例）：
- 2.14 测试程序代码如下（示例）：
- 2.15 测试结果（示例）：
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- 2.15.1 演示视频
- 2.15.2 串口打印
- 四.总结
一、RFID是什么？
射频识别（RFID）是一种通过使用无线电波来识别和跟踪物体的技术。它主要由一个小标签和一个读取器两部分组成。
标签是一种小型装置，可以附在物体上。它里面有一个芯片和一个天线。芯片存储了关于物体的信息，比如唯一的标识码。天线用来接收和发送无线电信号。
读取器是一个设备，可以与标签进行通信。它发出无线电波，并接收标签返回的信号。当读取器接近标签时，它能够读取标签中存储的信息。
通过使用射频识别，我们可以追踪和管理物体，因为每个标签都有一个独特的标识码。例如，在物流和供应链管理中，可以使用RFID来跟踪货物的位置和状态。在库存管理中，可以使用RFID来自动记录库存量。在门禁系统中，可以使用RFID来验证身份。
二、RC522模块
MFRC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，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。
MFRC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在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ISO14443A和错误检测。支持快速CRYPTO1加密算法双向数据传输速率高达848kbit/s64Byte收发FIFO缓冲器、可编程定时器、中断、CRC协处理器内部自检，硬件复位。
网上买回来的实物如下所示：
其中S50钥匙卡和S50复旦卡工作频率均为13.56MHZ。
三、使用步骤
1.硬件
1.1 硬件连接
| RC522 接口 | STM32引脚 |
|---|---|
| SDA(数据接口) | PA1 |
| SCK（时钟接口） | PA2 |
| MOSI（SPI 接口主出从入） | PA3 |
| MISO（SPI 接口主入从出） | PA4 |
| IRQ | PA5（没用上，可不接 ） |
| GND（地） | GND |
| RST（复位信号） | PA6 |
| 3.3V（电源） | 3.3V |
1.2 引脚定义
/* Defines ------------------------------------------------------------------*/
#define RC522_GPIO_RCC RCC_APB2Periph_GPIOA
#define RC522_GPIO_Port GPIOA
#define RC522_RST_Pin GPIO_Pin_6//复位信号
#define RC522_IRQ_Pin GPIO_Pin_5//中断，没用上，可不接
#define RC522_MISO_Pin GPIO_Pin_4//MISO（SPI 接口主入从出）
#define RC522_MOSI_Pin GPIO_Pin_3//MOSI（SPI 接口主出从入）
#define RC522_SCK_Pin GPIO_Pin_2//SCK（时钟接口）
#define RC522_SDA_Pin GPIO_Pin_1//SDA(数据接口)//根据实际的引脚修改
2.软件
2.1 初始化配置代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：User_RC522_Init
* 描述 ：RC522初始化
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void User_RC522_Init(void)
{
RC522_GPIO_Init();
RC522_RESET();
Turn_off_Antenna();
delay_syms(1);
Open_on_Antenna();
}
2.2 引脚配置代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：RC522_GPIO_Init
* 描述 ：RC522引脚配置初始化
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void RC522_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RC522_GPIO_RCC, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RC522_RST_Pin | RC522_MOSI_Pin | RC522_SCK_Pin | RC522_SDA_Pin;
GPIO_Init(RC522_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RC522_MISO_Pin;
GPIO_Init(RC522_GPIO_Port, &GPIO_InitStructure);
}
2.3 模块复位代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：RC522_RESET
* 描述 ：RC522模块复位
* 输入 ：void
* 输出 ：uint8_t
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t RC522_RESET(void)
{
RC522_RST_HIGH();
delay_syms(1);
RC522_RST_LOW();
delay_syms(1);
RC522_RST_HIGH();
delay_syms(1);
WriteRawRC(CommandReg,PCD_RESETPHASE);
delay_syms(1);
WriteRawRC(ModeReg,0x3D);//和Mifare卡通讯，CRC初始值0x6363
WriteRawRC(TReloadRegL,30);
WriteRawRC(TReloadRegH,0);
WriteRawRC(TModeReg,0x8D);
WriteRawRC(TPrescalerReg,0x3E);
WriteRawRC(TxAutoReg,0x40);//调制发送信号为100%ASK（特别注意）
return MI_OK;
}
2.4 关闭天线代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：Turn_off_Antenna
* 描述 ：关闭天线
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void Turn_off_Antenna(void)
{
ClearBitMask(TxControlReg, 0x03);
}
2.5 打开天线代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：Open_on_Antenna
* 描述 ：打开天线
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：每次启动或关闭天险发射之间应至少有1ms的间隔
*******************************************************************************/
void Open_on_Antenna(void)
{
uint8_t i;
i = ReadRawRC(TxControlReg);
if (!(i & 0x03))
{
SetBitMask(TxControlReg, 0x03);
}
}
2.6 SPI写字节代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：SPI_Send_Byte
* 描述 ：SPI写字节
* 输入 ：byte
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void SPI_Send_Byte(uint8_t byte)
{
uint8_t i;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
if(byte & 0x80)
{
RC522_MOSI_HIGH();
}
else
{
RC522_MOSI_LOW();
}
delay_syms(1);
RC522_SCK_LOW();
delay_syms(1);
RC522_SCK_HIGH();
delay_syms(1);
byte <<= 1;
}
}
2.7 SPI读字节代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：SPI_Read_Byte
* 描述 ：SPI读字节
* 输入 ：byte
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t SPI_Read_Byte(void)
{
uint8_t i;
uint8_t Data;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
Data <<= 1;
RC522_SCK_LOW();
delay_syms(1);
if(MISO_IN_Read() == 1)
{
Data |= 0x01;
}
delay_syms(1);
RC522_SCK_HIGH();
delay_syms(1);
}
return Data;
}
2.8 写寄存器代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：WriteRawRC
* 描述 ：RC522写寄存器
* 输入 ：Address[IN]:寄存器地址,value[IN]:写入的
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void WriteRawRC(uint8_t Address, uint8_t value)
{
uint8_t ucAddr;
ucAddr = ((Address<<1)&0x7E);
RC522_SDA_LOW();
SPI_Send_Byte(ucAddr);
SPI_Send_Byte(value);
RC522_SDA_HIGH();
}
2.9 读寄存器代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：ReadRawRC
* 描述 ：RC522读寄存器
* 输入 ：Address[IN]:寄存器地址
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t ReadRawRC(uint8_t Address)
{
uint8_t ucAddr,ucResult;
ucAddr = ((Address<<1)&0x7E)|0x80;
RC522_SDA_LOW();
SPI_Send_Byte(ucAddr);
ucResult = SPI_Read_Byte();
RC522_SDA_HIGH();
return ucResult;
}
2.10 寻卡代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：Search_card
* 描述 ：RC522寻卡
* 输入 ：req_code[IN]:寻卡方式
0x52 = 寻感应区内所有符合14443A标准的卡
0x26 = 寻未进入休眠状态的卡
pTagType[OUT]：卡片类型代码
0x4400 = Mifare_UltraLight
0x0400 = Mifare_One(S50)
0x0200 = Mifare_One(S70)
0x0800 = Mifare_Pro(X)
0x4403 = Mifare_DESFire
* 输出 ：成功返回MI_OK
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t Search_card(uint8_t req_code,uint8_t *pTagType)
{
uint8_t status;
uint16_t unLen;
uint8_t ucComMF522Buf[MAXRLEN];
ClearBitMask(Status2Reg,0x08);
WriteRawRC(BitFramingReg,0x07);
SetBitMask(TxControlReg,0x03);
ucComMF522Buf[0] = req_code;
status = Communication_card(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,1,ucComMF522Buf,&unLen);
if ((status == MI_OK) && (unLen == 0x10))
{
*pTagType = ucComMF522Buf[0];
*(pTagType+1) = ucComMF522Buf[1];
}
else
{
status = MI_ERR;
}
return status;
}
2.11 防止多卡冲突代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：Anti_collision
* 描述 ：防冲撞
* 输入 ：pSnr[OUT]:卡片序列号，4字节
* 输出 ：成功返回MI_OK
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t Anti_collision(uint8_t *pSnr)
{
uint8_t status;
uint8_t i,snr_check=0;
uint16_t unLen;
uint8_t ucComMF522Buf[MAXRLEN];
ClearBitMask(Status2Reg,0x08);
WriteRawRC(BitFramingReg,0x00);
ClearBitMask(CollReg,0x80);
ucComMF522Buf[0] = PICC_ANTICOLL1;
ucComMF522Buf[1] = 0x20;
status = Communication_card(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,2,ucComMF522Buf,&unLen);
if (status == MI_OK)
{
for (i=0; i<4; i++)
{
*(pSnr+i) = ucComMF522Buf[i];
snr_check ^= ucComMF522Buf[i];
}
if (snr_check != ucComMF522Buf[i])
{ status = MI_ERR; }
}
SetBitMask(CollReg,0x80);
return status;
}
2.12 选定卡片代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：Selected_card
* 描述 ：选定卡片
* 输入 ：pSnr[IN]:卡片序列号，4字节
* 输出 ：成功返回MI_OK
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t Selected_card(uint8_t *pSnr)
{
uint8_t status;
uint8_t i;
uint16_t unLen;
uint8_t ucComMF522Buf[MAXRLEN];
ucComMF522Buf[0] = PICC_ANTICOLL1;
ucComMF522Buf[1] = 0x70;
ucComMF522Buf[6] = 0;
for (i=0; i<4; i++)
{
ucComMF522Buf[i+2] = *(pSnr+i);
ucComMF522Buf[6] ^= *(pSnr+i);
}
CalulateCRC(ucComMF522Buf,7,&ucComMF522Buf[7]);
ClearBitMask(Status2Reg,0x08);
status = Communication_card(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,9,ucComMF522Buf,&unLen);
if ((status == MI_OK) && (unLen == 0x18))
{
status = MI_OK;
}
else
{
status = MI_ERR;
}
return status;
}
2.13 验证卡片密码代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：Verify_card
* 描述 ：验证卡片密码
* 输入 ：auth_mode[IN]: 密码验证模式
0x60 = 验证A密钥
0x61 = 验证B密钥
addr[IN]：块地址
pKey[IN]：密码
pSnr[IN]：卡片序列号，4字节
* 输出 ：成功返回MI_OK
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t Verify_card(uint8_t auth_mode,uint8_t addr,uint8_t *pKey,uint8_t *pSnr)
{
uint8_t status;
uint16_t unLen;
uint8_t i,ucComMF522Buf[MAXRLEN];
ucComMF522Buf[0] = auth_mode;
ucComMF522Buf[1] = addr;
for (i=0; i<6; i++)
{
ucComMF522Buf[i+2] = *(pKey+i);
}
for (i=0; i<6; i++)
{
ucComMF522Buf[i+8] = *(pSnr+i);
}
status = Communication_card(PCD_AUTHENT,ucComMF522Buf,12,ucComMF522Buf,&unLen);
if ((status != MI_OK) || (!(ReadRawRC(Status2Reg) & 0x08)))
{
status = MI_ERR;
}
return status;
}
2.14 测试程序代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：RC522_Test
* 描述 ：RC522测试
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void RC522_Test(void)
{
uint8_t i;
status = Search_card(PICC_REQALL, g_ucTempbuf);//寻天线区内全部卡
if(status == MI_OK)//寻卡成功
{
status = MI_ERR;
status = Anti_collision(g_ucTempbuf);//防卡片冲突
}
if(status == MI_OK)//防冲突检测成功
{
status = MI_ERR;
status = Selected_card(g_ucTempbuf);//选定卡片
}
if(status == MI_OK)//选定卡片成功
{
Beep_Test();
status = MI_ERR;
Uart1Prints(g_ucTempbuf);
for(i = 0;i < 4; i++)
{
Byte2Str(g_ucTempbuf[i], &g_ucTempbuf_str[i*2]);
}
LCD_Clear_Str(WHITE);//清屏
LCD_Fill(40,80,128,128,POINT_COLOR);
status = Verify_card(PICC_AUTHENT1A, 1, DefaultKey, g_ucTempbuf);//验证卡片密码
}
Sleep_card();//进入休眠状态
}
显示ID部分，这里的显示是用1.44寸彩屏显示的，不懂的话可以参考我的另外一篇博客:1.44寸TFT彩屏（SPI接口）图像显示应用
Gui_Drawbmp16(0,0,gImage_xiaobuding);
Show_Str(10,80,RED,WHITE,"ID:",20,1);
Show_Str(40,80,RED,WHITE,(u8*)(g_ucTempbuf_str),20,1);
2.15 测试结果（示例）：
2.15.1 演示视频
测试视频内容就是先拿IC钥匙扣去刷，可以听到清脆的蜂鸣器叫声，并识别到卡片ID为90C00155，接着拿S50复旦卡去刷，可以听到清脆的蜂鸣器叫声，并识别到卡片ID为03878D03。
RC522测试视频
2.15.2 串口打印
串口打印内容就是先拿IC钥匙扣去刷，打印卡片ID为90C00155，接着拿S50复旦卡去刷，打印卡片ID为03878D03。
四.总结
今天主要实现了用RFID射频模块来读取IC钥匙扣以及S50复旦卡的ID，至于实现扣款和充值钱包功能等感兴趣的可以下载附件试试，感谢你的观看，谢谢！
