非接觸式智能卡模塊ID-0/10/15的原理及應(yīng)用 - 全文

　　這里介紹一種非接觸式智能卡模塊的原理，性能。并給出了與MCS51單片機(jī)接口的詳細(xì)程序。

　　1 概述

　　當(dāng)前社會(huì)生活中使用的主要為接觸式智能卡，工作時(shí)需與讀寫終端觸點(diǎn)接觸，存在易磨損、并行性差、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn);而非接觸式智能卡由于具有無接觸，可并行處理、與接觸式相比可節(jié)約70%-90%的時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)正越來越廣泛的運(yùn)用于 醫(yī)療、交通，社會(huì)保險(xiǎn)、稅務(wù)等諸多領(lǐng)域。

　　這里提供的ID10/15非接觸式智能卡模塊具有遠(yuǎn)距離、低功耗、小體積等特點(diǎn)，它專為OEM 廠商設(shè)計(jì)。

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　　2 ID10/15模塊工作原理

　　ID10/15模塊外接的電感應(yīng)線圈產(chǎn)生125KHZ的電磁波，當(dāng)ID-0/1-/15智能卡片在ID-0/10/15產(chǎn)生的磁場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)，智能卡片內(nèi)的線圈接收電磁波的能量，智能卡片內(nèi)的電路對(duì)其整流、穩(wěn)壓后作為卡片系統(tǒng)工作電壓，并從接收到的振幅調(diào)制脈沖調(diào)制出信息并送到內(nèi)部控制邏輯，并將內(nèi)部數(shù)據(jù)經(jīng)由天線送出，ID-0/10/15收到智能卡上的資料后再重新依輸出格式編碼輸出。

　　3 ID-0/10/15模塊特點(diǎn)

　　電源﹕5VDC。

　　數(shù)據(jù)輸出接口:有二種數(shù)據(jù)輸出格式

　　(1)Wiegand 26模式

　　(2)ASCⅡ模式

　　讀卡距離﹕ 0/7~10cm/12~15cm @5V

　　工作頻率﹕125KHz

　　讀寫能力﹕只讀

　　視覺聲音指示﹕指示燈和2.7KHz蜂鳴器驅(qū)動(dòng)輸出

　　體積﹕22*20*6mm/26*25*6mm/39*39*9mm

　　4 ID-0/10/15模塊引腳定義

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　　1. 電源地

　　2. 重置腳(Reset Bar)

　　3. 天線A

　　4. 天線B

　　5. 接地為ASCⅡ模式/接5V為韋根26模式

　　6. CMOS/One Output

　　7. TTL Data/Zero Output

　　8. Beeper/Led

　　9. +4.6V~+5.5V

　　ID-10的讀卡距離為8厘米，ID-15的讀卡距離為14厘米

　　5 應(yīng)用實(shí)例

　　5.1 Wiegand 26 模式

　　在Wiegand 26 模式下，ID-0/10/15引腳接法如下﹕

　　PIN1﹕ 地

　　PIN2﹕Reset Bar

　　PIN3，4 ﹕Antenna

　　PIN5 ﹕接+5VDC

　　PIN6﹕DATA 1

　　PIN7: DATA0

　　PIN8: Beeper/Led

　　PIN9: +4.6V~+5.5V

　　在Wiegand 26 模式下，ID-0/10/15數(shù)據(jù)引腳輸出波形如下﹕

　　data0

　　。。。

　　data1 950μs 50μs

　　。。。

　　50μs 950μs

　　DATA0 和 DATA1總共26個(gè)低電平脈沖，每一個(gè)脈沖代表一個(gè)BIT 數(shù)據(jù)，第1個(gè)BIT 為1-13 BIT 的偶校驗(yàn)位，第26 個(gè)BIT 為14-26 BIT 的奇校驗(yàn)位，BIT2-BIT25 共6 DIGITS(每4 BIT 為一個(gè)DIGITS)代表卡片號(hào)碼的后六位數(shù)。

　　此模式下與MCS51單片機(jī)接口的程序如下﹕

　　ID-0_DATA0: EQU P1.7 ;P1.7 CONNECT TO DATA0

　　ID-0_DATA1: EQU P1.6 ;P1.6 CONNECT TO DATA1

　　ADDR_1: EQU 30H ;6 BYTES DATA SAVE IN INRAM 30-35H

　　EVEN_CHECK EQU 00H ;20H_BIT0 SAVE AS EVEN PARITY

　　ODD_CHECK EQU 01H ;20H_BIT1 SAVE AS ODD PARITY

　　EVEN_FLAG EQU 02H ;20H_BIT2

　　TIME_OUT_FLAG EQU 03H ;20H_BIT3

　　ORG 000BH

　　LJMP TIMER0_IN

　　ORG 30H

　　WIEGAND_START: TMOD,#01H ;

　　SETB EA

　　SETB EVEN_FLAG ;SET EVEN CHECK FLAG

　　CLR TIME_OUT_FLAG

　　MOV R2,#6 ;TOTAL 6 BYTES DATA

　　MOV R3,#4 ;4 BITS PER BYTE

　　MOV R0,#ADDR_1 ;START ADDRESS OF DATA

　　WIEGAND1: JNB ID-0_DATA0,WIEGAND2 ;DATA0 IS LOW THEN START TO OUTPUT DATA

　　JB ID-0_DATA1,WIEGAND1 ;DATA0 AND DATA1 IS HIGH THEN WAIT DATA

　　JB TIME_OUT_FLAG,ERR

　　MOV TH0,#0F8H ;2000US INTERRUPT

　　MOV TL0,#30H

　　CLR TIME_OUT_FLAG

　　SETB TR0 ;TIMER0 START

　　LCALL DELAY25US

　　MOV C,ID-0-DATA0

　　LCALL DELAY175US

　　JNB ID-0-DATA1,ERR

　　LJMP WIEGAND3

　　WIEGAND2: NOP

　　JB TIME_OUT_FLAG,ERR

　　MOV TH0,#0F8H ;2000US INTERRUPT

　　MOV TL0,#30H ;

　　CLR TIME_OUT_FLAG

　　SETB TR0 ;TIMER0 START

　　LCALL DELAY25US ;DELAY 25 μS

　　MOV C,ID-0_DATA0 ;MOVE DATA IN C REGISTER

　　LCALL DELAY175US

　　JNB ID-0-DATA,ERR

　　WIEGAND3: JNB EVEN_FLAG,WIEGAND_DATA ;EVEN IS 0 THEN OUTPUT IS DATA

　　MOV EVEN_CHECK,C ;OUTPUT IS EVEN CHECK BIT

　　CLR EVEN_FLAG ;CLR EVEN CHECK BIT

　　LJMP WIEGAND1 ;RECEIVE DATA

　　WIEGAND_DATA: RLC A ;

　　DJNZ R3,WIEGAND1 ;BYTE IS NOT OVER

　　ANL A,#00001111B ;BYTE OVER

　　MOV @R0,A ;SAVE DATA TO INRAM

　　INC R0 ;INCREASE INRAM ADDRESS

　　MOV R3,#4 ;4 BITS PER BYTE

　　DJNZ R2,WIEGAND1 ; READ DATA AGAIN

　　ODD: JNB ID-0_DATA0,ODD_BIT ;WAIT ODD CHECK BIT

　　JB ID-0_DATA1,ODD ;

　　ODD_BIT: NOP ;

　　LCALL DELAY25US ;DELAY 25 μS

　　MOV C,ID-0_DATA0 ;ODD CHECK BIT

　　MOV ODD_CHECK,C ;SAVE ODD CHECK BIT

　　NOP

　　LJMP OTHER_PROGRAM ;READ CARD OVER

　　DELAY25US: MOV R4,#11 ;DELAY 25μS

　　DELAY25US_A: DJNZ R4,DELAY25US_A

　　NOP

　　RET

　　DELAY175US: MOV R4,#86 ;DELAY 175 μS

　　DELAY175US_A: DJNZ R4,DELAY175US_A

　　NOP

　　RET

　　TIMER0_IN: SETB TIME_OUT_FLAG

　　CLR TR0

　　RETI

　　ERR: NOP ;ERR EXECEL

　　. ;

　　. ;

　　. ;

　　LJMP WIEGAND_START ;READ DATA AGAIN

　　5.2 ASCⅡ模式

　　在ASCⅡ模式下，ID-0/10/15引腳接法如下﹕

　　PIN1﹕ 地 PIN2﹕Reset Bar PIN5 ﹕接地

　　PIN3,4 ﹕Antenna

　　PIN6: CMOS

　　PIN7: TTL Data

　　PIN8: Beeper/Led

　　PIN9: +4.6V~+5.5V

　　在ASCⅡ模式下，ID-0/10/15與MCS51單片機(jī)的連接如下圖﹕

　　ID-0/10/15 PIN7 80C51 UART

　　80C51 I/O波形如下﹕

　　在c模式下，ID-0/10/15輸出數(shù)據(jù)為9600波特率，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位。

　　此模式下輸出數(shù)據(jù)格式如下﹕

　　STX(02H) DATA CHSUM CR LF ETX(03H)

　　The checksum is the result of the ‘exclusive or ‘ of the 5 Binary Data bytes

　　(the 10 ASCⅡ data characters)

　　eg: DATA=0000001164(Hex)

　　CHECKSUM=75H

　　STX(02 HEX)是數(shù)據(jù)啟示位，DATA是10位卡片號(hào)碼，CR (0D HEX)是計(jì)算器回車符，LF(0A HEX)是計(jì)算器換行符，ETX(03 HEX)是數(shù)據(jù)停止位。

　　此模式下與MCS51單片機(jī)接口的程序如下﹕

　　ID-0/10/15_DATA: EQU P1.7 ;P1.7 CONNECT TO DATA

　　ADDR_1: EQU 30H ;6 BYTES DATA SAVE IN INRAM 30-35H

　　MAIN: MOV SP,#60H ;

　　MAIN_1: MOV R2,#14 ;TOTAL 14 BYTES

　　MOV R0,#ADDR_1 ;

　　LOOP_BYTE_READ:MOV R3,#8 ;8 BITS PER BYTES

　　WAIT_DATA1: JB ID-0_DATA,WAIT_DATA1 ;DATA IS HIGH THEN WAIT

　　WAIT_DATA2: JNB ID-0_DATA,WAIT_DATA2 ;

　　LCALL DELAY_BIT_2 ;DELAY 45μS

　　LOOP_BIT_READ: LCALL DELAY_BIT_1 ;DELAY 95 μS

　　CLR EA ;INTERRUPT DISABLE

　　MOV C,ID-0_DATA ;MOVE DATA IN C RESIGTER

　　RRC A ;

　　DJNZ R3,LOOP_BIT_READ ;8 BITS PER BYTE

　　CPL A ;

　　MOV @R0,A ;SAVE DATA IN NRAM

　　INC R0 ;INCREADE INRAM ADDRESS

　　LCALL DELAY_BIT_1 ;DELAY 95μS

　　DJNZ R2,LOOP_BYTE_READ ;14 BYTE IS NOT OVER THEN AGAIN

　　SETB EA ;INTERRUPT ENABLE

　　LJMP OTHER_PROGRAM ;READ CARD END

　　DELAY_BIT_1: MOV R4,#46 ;DELAY 95μS

　　DELAY_BIT_1_A: DJNZ R4,DELAY_BIT_1_A

　　NOP

　　RET

　　DELAY_BIT_2: MOV R4,#21 ;DELAY 45μS

　　DELAY_BIT_2_A: DJNZ R4,DELAY_BIT_2_A

　　NOP

　　RET