基于NXP的MCU及智能识别产品实现多界面读卡器的设计方案

随着金融业电子支付和物联网行业的迅速发展, 传统的磁卡和条型码识别技术因为存在容易复制和容易损坏的原因, 带来很多安全的问题。因此,接触式和非接触智能ic卡,rfid电子标签等技术得到了越来越多的应用。
品佳集团基于nxp的mcu及智能识别产品开发出同时支持接触式和非接触智能ic的读卡器方案,为广大电子工程师提供低成本,高可靠性的多界面读卡器方案。
本方案采用lpc11u12作为主控mcu和mfrc522作为13.56mhz rfid读卡器, 其中lpc11u12出自arm® cortex™-m0的低成本微控制器lpc11u00系列,该系列mcu采用高度灵活的全新usb架构和智能卡(iso7816-3)接口,为智能卡提供了即插即用的功能, 而mfrc522是低成本,小体积,低功耗的rfid,多通信接口的读卡器,令到本方案广泛应用于公共交通终端、手持终端、非接触式公用电话、三表计量、一卡通等领域。
1. 本方案主要芯片介绍:
mf rc522
mf rc522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,是智能仪表和便携 式手持设备研发的较好选择。
mf rc522 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 iso14443a 的多层应用。其内部发送器部分可驱动读写器天线与 iso 14443a/mifare®卡 和应答机的通信,无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路, 用于处理 iso14443a 兼容的应答器信号。数字部分处理 iso14443a 帧和错误检测(奇偶 &crc)。此外,它还支持快速 crypto1 加密算法,用于验证 mifare 系列产品。mfrc522 支持 mifare®更高速的非接触式通信,双向数据传输速率高达 424kbit/s。
作为13.56mhz高集成度读写卡系列芯片家族的新成员,mf rc522与mf rc500和 mf rc530有不少相似之处,同时也具备诸多特点和差异。它与主机间的通信采用连线较 少的串行通信,且可根据不同的用户需求,选取 spi、i2c 或串行 uart(类似 rs232)模式 之一,有利于减少连线,缩小 pcb 板体积,降低成本。
高集成度的调制解调电路;
采用少量外部器件,即可将输出驱动级接至天线;
支持 iso/iec 14443 typea 和 mifare®通信协议;
支持 iso 14443 212kbit/s 和 424kbit/s 的更高传输速率的通信。
支持 mifare® classic 加密;
支持的主机接口:
10mbit/s 的 spi 接口
i2c 接口,快速模式的速率为 400kbit/s,高速模式的速率为 3400kbit/s
串行 uart,传输速率高达 1228.8kbit/s,帧取决于 rs232 接口,电压电平取 决于提供的管脚电压
64字节的发送和接收fifo缓冲区;
灵活的中断模式;
可编程定时器。
具备硬件掉电、软件掉电和发送器掉电 3 种节电模式,前两种模式雷同于 mf rc500 和 cl rc400,其特有的“发送器掉电”则可关闭内部天线驱动器,即关闭rf场;
内置温度传感器,以便在芯片温度过高时自动停止rf发射;
采用相互独立的多组电源供电,以避免模块间的相互干扰,提高工作的稳定性;
具备 crc 和奇偶校验功能,crc 协处理器的 16 位长 crc 计算多项式固定为: x16+x12+x5+1,符合
iso/1ec14443 和 cctitt 协议;
内部振荡器,连接27.12mhz的晶体;
2.5~3.6v的低电压低功耗设计;
5mm×5mm×0.85mm的超小体积。
lpc11u00 微控制器
arm cortex-m0 core @ 50 mhz
最大32 kb flash, 最大6 kb sram,
不少于40个通用i/o
接口包括:
usb 2.0全速接口,集成片上phy
ssp控制器,带fifo和多协议功能
i2c总线接口,支持i2c总线规范和快速模式,数据速率为1mbit/s,具有多个地址识别功能和监控模式
uar,具有调制解调器、内部fifo,支持rs-485/eia-485标准,支持iso7816-3智能卡接口及irda。
封装: 48-pin lqfp, 33-pin hvqfn, 48tfbga (4.5x4.5mm)
2, demo板:
3, nxp rfid读卡器产品选型手册:
4,nxp lpc11uxx 产品选型手册:
5,方案应用场合:
门禁卡(考勤)系统、校园一卡通系统、公交(地铁)卡系统、身份识别系统、高铁检票机系统、停车(路桥)收费系统、仓储管理系统等。


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