MIFARE1卡读写控制

SmartCardIC卡公交收费机设计（三）——MIFARE1卡读写软件设计电子与信息工程学院SmartCard课程目标非接触式IC卡读写控制MIFARE1卡读写控制功能的实现SmartCard项目开发——IC卡公交收费系统系统需求分析：1.具备小额电子钱包功能，定额方式收费2.操作方便快捷3.工作距离50cm4.具备显示余额、异常报警（非法卡或余额不足）5.可将当班收款额上传总站数据库6.公交公司可调整定额额度7.卡遗失可挂失8.抗干扰能力强SmartCard项目设计之三——软件实现读写器与M1卡交换数据的过程：1）由读写器MCU（微控制器）发送指令给MCM，2）MCM执行指令并将其转换为射频信号发送给卡；3）卡接收到来自MCM的指令后，按指令完成其内部的各种处理，并回送应答信号/数据给MCM；4）MCM接收卡回送的射频信号并将其转换为数字信号输出给MCU，读写器MCU读取MCM接收到的应答/数据，即可完成与M1卡的数据交换。SmartCardMCM基本通信指令集指令指令代码（hex）相关的出错标志接收卡片上数据AnswertoRequest（Request的应答）Requeststd26Requestall52TE，BETagtypeAntiCollision（防重叠）93TE，BESerialNumberSelectTag（选卡片）93TE，BE，PE，CESizeAuthentication（认证）Auth_1a60Auth_1b61TE，BE，PE，CE/LoadKEY（存取密码）/AERead（读）30TE，BE，PE，CEDataWrite（写）A0TE，BE/Increment（增值）C1TE，BE/Decrement（减值）C0TE，BE/Restore（重储）C2TE，BE/Transfer（传送）B0TE，BE/Halt（停机）50TE，BE/SmartCard寄存器名地址读（READ）写（WRITE）DATA00H0READ-BYTEWRITE-BYTESTACON01H1DVTEPECEBEAE----SORRFS----11NRFACENABLE02H2N/A1PRCECR--------BCNTS03H3N/ABIT-COUNT-SENDBCNTR04H4N/ABIT-COUNT-RECEIVEBAUDRATE05H5N/A--------111BRTOC06H6N/ATIMEOUT-COUNTERMODE07H7N/A11000P2P1P0P0CRCDATA08H8CRC-BYTE-READCRC-BYTE-WRITECRCSTACON09H9CV------------CZC8------------CRKEYDATA0AH10N/AKEY-BYTE-WRITEKEYSTACON0BH11----------------AL0--------KS1KS0KEYADDR0CH12N/AALABA5A4A3A2A1A00DH13RCODE0EH14N/A--------00RC1RC00FH15MCM内核特殊寄存器SmartCardMIFARE卡的读写操作步骤激活MCMMCM软复位向MCM下载密码（LOADKEY），校验传输密码正确后可向MCM的KEY-RAM写入用户自己设定的密码，以上操作与卡无关。请求应答（ANSWERTOREQUEST）：寻卡防冲突（ANTICOLLISION）：选择唯一一张卡选择标记（SELECT）：激活所选择的卡认证（AUTHENTICATION）：安全性读写操作（读、写、加值、减值）：交换数据（READ/WRITE/INCREAMENT/DECREMENT）停止（HALT）：置卡为停止模式，防止重复操作。SmartCardSOR/LOADKEYREQUESTANTICOLLISIONREAD/WRITE/INC/DECHALTMIFARE卡操作步骤AUTHENTICATIONSELECT卡应答：TAGTYPE（2B）卡应答：SN（4B）+校验码（1B）卡应答：SIZE（1B）卡应答：AE位SmartCard指令时序每个指令由7个基本步骤组成，必须按此时序编程才能完成该指令：（1）初始化，设置各寄存器，特别是BCNTS和BCNTR。（2）送指令码到DATA，由MCM发送指令。（3）设置TOC，MCM准备接收来自卡的应答或数据。（4）检查DV标志，查询数据接收是否完成。DV标志为”1”表明MCM与MIFARE卡片之间的传输已经完成，并且主处理机可能已经从MCM中收到数据，可以进行下一步操作。而DV=0表示数据接收尚未完成或未能接收到数据，则程序循环检测DV标志直至DV=1。有一种情况例外，既当定时器溢出时，无论接收是否完成DV都将被设置为1，同样将进行下一步操作。（5）清零TOC。（6）检查出错标志，若有标志被设置，则进行相应的出错处理，例如设置出错标志等，并返回主程序；若没有标志被设置，表示接收正确，将进行下一步操作（7）MCU从DATA读出MCM接收到的应答或数据。SmartCardAnswertoRequest（请求应答）指令Request指令将通知MCM在天线有效的工作范围（距离）内寻找MIFARE1卡。命令码：26H或52H。卡收到该指令将回送卡类型号作为卡应答：TAGTYPE（2个字节）初始化设置BCNTS=7bitsBCNTR=2Byte开始选择REQUESTALL或REQUESTSTD发送REQUEST命令设置TOC=1ms读STACONDV=1？清零TOC判断是否出错？读TAGTYPERET出错处理YNYNSmartCardWitha“requeststd”(26H)instructiononlycardswhicharenotsetintoa“HALT-mode”willrespondtothisrequest,oritmaybeexpandedtoallcardsinthefieldwitha“requestall”(52H)option.ThefirstoptionisneededtopreventtheMCMfromselectingonecardseveraltimes.Differencebetween“requeststd”&“requestall”SmartCardRequest：NOPNOPMOVA，#0CH；设置STACONMOVR0，#01HMOVX@R0，AMOVA，#0EH；设置BAUDRATEMOVR0，#05HMOVX@R0，AMOVA，#0C0H；设置ENABLEMOVR0，#02HMOVX@R0，AMOVA，#0C6H；设置MODEMOVR0，#07HMOVX@R0，AMOVA，#0CH；再次设置STACONMOVR0，#01HMOVX@R0，AMOVA，#02H；设置RCODEMOVR0，#0EHMOVX@R0，ASmartCardMOVA，#07H；设置BCNTS=7bitsMOVR0，#03HMOVX@R0，AMOVA，#10H；设置BCNTR=2BytesMOVR0，#04HMOVX@R0，AJUDGE_COMMAND：；选择REQSTD还是REQALLMOVA，R2XRLA，#01HJNZRQT_STDRQT_ALL：MOVA，#52HSJMPRQT_NEXTRQT_STD：MOVA，#26HRQT_NEXT：MOVR0，#00H；发送命令码MOVX@R0，ANOPSmartCardMOVA，#0AH；设置TOC=1msMOVR0，#06HMOVX@R0，ARQT_STACON：MOVR0，#01H；读STACONMOVXA，@R0JNBACC.7，RQT_STACON；判断DV=1?MOVR7，A；暂存STACONMOVA，#00H；清零TOCMOVR0，#06HMOVX@R0，AMOVA，R7；判断是否出错JBACC.6，RQT_TE_ERRJBACC.3，RQT_BE_ERRMOVR0，#00H；读TAGTYPEMOVXA，@R0MOV20H，AMOVR0，#00HMOVXA，@R0MOV21H，AMOVB，#00H；设置OK标志SJMPRQT_EXITSmartCardRQT_BE_ERR：；错误处理MOVB，#01HSJMPRQT_EXITRQT_TE_ERR：MOVB，#02HSJMPRQT_EXITRQT_EXIT：RETSmartCardAuthentication认证操作MCM中设有专用的密码存储器（KEY-RAM），用于存储3个密码集KEYSET0，KEYSET1，KEYSET2，每一个KEYSET又包含了各个扇区的KEYA及KEYB。Authentication操作就是将KEY-RAM中的密码与卡中对应的密码进行三次相互认证。Authentication操作的卡应答以AE位给出；AE=1，密码出错，未能通过认证；AE=0，密码正确，通过认证SmartCardAuthetication操作包括3个步骤1）设置KEYSTACON寄存器，指定Authetication操作及KEYSET（0、1或2）2）设置KEYADDR寄存器，指定Authetication操作、KEYA或KEYB、待认证的扇区号3）写“命令”（60H或61H）和写“地址”（扇区号0~15）到DATA寄存器，启动Authetication操作。SmartCardREAD/WRITE操作READ/WRITE均需整块操作。READ：发送命令码30H+块地址（0~63）接收指定块的数据（16B）通常用2次读并比较是否一致来校验是否正确读WRITE：发送命令码A0H+块地址(0~63)接收ACK/NAK应答来校验是否正确接收命令发送块数据（16B）接收ACK/NAK应答来校验是否正确写入EEPROMSmartCardValueOperate值操作MIFARE卡专门为公交/地铁等行业的定额收费系统设有值操作命令，包括INCREAMENT/DECREAMENT/TRANSFER/RESTORE对某块进行值操作的前提是该块已被初始化为“值块”（ValueBlock)并且AccessBits允许值操作。SmartCardIncrement/Decrement/TransferIncrement:addsthespecifiedvaluetothememoryvalueDecrement:subtractsthespecifiedvaluefromthememotyvalueTransfer:EachIncrementorDecrementinstructionmanipulatingastandardvalueblockhastobefollowedbyaTransferintructionwhichactuallystoresthecalculatedresultinthecardmemory.Untilthen,theresultiskeptinaninternalvaluebufferresgister.SmartCardDECREMENT：入口：块地址addr，值value存放于D_BUF出口：ACK/NAKNOPNOPMOVA,#10H；SENDBCNTS（16bits：命令码+块地址）MOVR0,#03HMOVX@R0,AMOVA,#04H；SENDBCNTR（4bits：ACK/NAK）MOVR0,#04HMOVX@R0,AMOVA,#0C0H;SENDCODEMOVR0,#00HMOVX@R0,AMOVA,#addr；SENDBLOCKADDRMOVR0,#00HMOVX@R0,ASmartCardMOVA,#0AH;SETTOC=1msMOVR0,#06HMOVX@R0,AD_wait_value:；读STACON，判断DV=1？MOVR0,#01HMOVXA,@R0JNBACC.7,D_wait_valueMOVR6,AMOVA,#00H；清零TOC