c5_RC500模块

RC500模块执行校长单片机实训(第五讲)2教学内容E2PROM存储器结构FIFO缓冲区中断请求系统定时器单元节电模式启动阶段发送器管脚TX1和TX2接收器电路3重点、难点重点E2PROM存储器结构FIFO缓冲区节电模式难点启动阶段发送器管脚TX1和TX24E2PROM存储器结构E2PROM存储器结构图5E2PROM存储器结构产品信息区(只读)产品类型标识：MFRC500是产品系列的第一个产品产品系列的每一个成员都有其唯一的产品类型标识产品类型标识的值如下表所示：产品序列号：MFRC500有一个4字节的序列号每个器件的序列号都是唯一的。6E2PROM存储器结构内部：3个字节保存内部微调参数。CRC：产品信息区的内容通过一个CRC字节保证安全该CRC在启动时检测。寄存器初始化文件(读/写)从10到2F地址范围内的寄存器初始化在初始化阶段通过启动寄存器初始化文件自动完成。此外用户可以通过执行LoadConfig命令初始化MFRC500寄存器。页寄存器地址10、18、20、28跳过不进行初始化确认所有的PreSet寄存器都没有改变确认所有保留将来之用的寄存器位RFU都设为07E2PROM存储器结构启动寄存器初始化文件（读/写）E2PROM存储器块地址1和2的内容用于在初始化阶段自动对MFRC500寄存器10到2F初始化。8E2PROM存储器结构启动寄存器初始化文件的装载内容在产品测试阶段，启动寄存器初始化文件使用下表所列出的值进行初始化，每次上电的初始化阶段这些值都写入MFRC500寄存器。9E2PROM存储器结构寄存器初始化文件（读/写）E2PROM存储器从块地址3到7的内容可用于MFRC500寄存器10到2F的初始化，通过执行LoadConfig命令实现，这需要一个2字节的变量用作初始化处理时E2PROM的起始字节地址。寄存器初始化文件大到足够装下两套初始化值并剩余一个块(16字节)留给用户使用。注：寄存器初始化文件可由用户读写，因此这些字节可用于保存用户作其它用途的特定数据。10E2PROM存储器结构Crypto1密匙（只写）密匙格式：要在E2PROM中保存一个密匙必须以特定的格式写入，每个密匙字节必须分成从k0到k3的低4位（低半字节）和从k4到k7的高4位（高半字节）。每半个字节在一个字节中保存两次两个半字节之一按位取反。11E2PROM存储器结构例：实际的密匙A0A1A2A3A4A5的值5AF05AE15AB25AC35AB45AA5必须写入E2PROM注：尽管有可能将其它格式的数据装入E2PROM的密匙存储区但这样一个密匙不可能获得有效的卡验证。LoadKeyE2命令将失败12E2PROM存储器结构E2PROM中的密匙存储MFRC500在E2PROM中保留了384字节用于保存Crypto1密匙，它不使用存储器分割反映了密匙存储的12字节结构，因此专用存储区的每个字节都可以是密匙的起始字节。一个密匙占用384字节存储区中的12个字节，在E2PROM中可以保存32个不同的密匙。例：如果一个密匙从一个E2PROM块的最后一个字节开始，例如密匙首字节保存在0x12F,接下来的字节保存在下一个E2PROM块，例如密匙字节1保存在0x130字节2保存在0x131，而字节11保存在0x13A。注：不可能将一个密匙装入超过E2PROM字节地址0x1FF的位置。13FIFO缓冲区概述MFRC500具有一个8x64位的FIFO缓冲区，它起到一个并行-串行转换器的作用。它缓冲微处理器和MFRC500之间输入和输出的数据流。这样最高可以处理64字节长的数据流而不需要考虑时限。14FIFO缓冲区访问FIFO缓冲区访问规则FIFO缓冲区输入和输出数据总线连接到FIFOData寄存器，对该寄存器的写操作会将一个字节存入FIFO缓冲区并将内部FIFO缓冲区写指针加一，对该寄存器的读操作显示保存在FIFO缓冲区的内容并将FIFO缓冲区读指针加一，写和读指针之间的距离可通过读FIFOLength寄存器获得。当微处理器启动一个命令，MFRC500可以在命令处理时根据这条命令访问FIFO缓冲区，物理上只存在一个FIFO缓冲区，可用于输入和输出指向。因此微处理器必须考虑到不要采用不确定的方式访问FIFO缓冲区。15FIFO缓冲区下表所示为在命令处理时对FIFO访问的汇总16FIFO缓冲区控制FIFO缓冲区除了对FIFO缓冲区进行读和写之外，FIFO缓冲区的指针可以通过置位FlushFIFO复位。结果就是FIFOLength变为0，FIFOOvfi清零，实际保存的值再不能被访问。FIFO缓冲区可装入其它的64个字节。17FIFO缓冲区FIFO缓冲区的状态信息微处理器可以获得关于FIFO缓冲区状态的数据：已经保存在FIFO缓冲区中字节数：FIFOLength警告，FIFO缓冲区已经很满：HiAlert警告，FIFO缓冲区已经很空：LoAlert指示尽管FIFO缓冲区已满仍写入字节：FIFOOvfl置位，FIFOOvfl只能通过设置位FlushFIFO清零。MFRC500可产生一个中断信号如果LoAlertIRq设为1，当LoAlert变为1时将使脚IRQ有效如果HiAlertIRq设为1，当HiAlert变为1时将使脚IRQ有效18FIFO缓冲区FIFO缓冲区寄存器概述19中断请求系统概述MFRC500通过在PrimaryStatus寄存器中设置IRq位指示一定的事件并使IRQ脚有效。IRQ脚上的信号可用于具有中断处理能力的微处理器产生中断。中断源概述：20中断请求系统中断请求处理的实现控制中断及其状态MFRC500通过置位InterruptRq寄存器中的相应位将中断请求源告知微处理器。每个中断相关的请求位可由InterruptEn寄存器中的中断使能位屏蔽。不同的中断源可同时设为有效。因此所有的中断请求位都相“或”并连接到标志IRq再到脚IRq。21中断请求系统访问中断寄存器中断请求位由MFRC500内部状态机自动置位。InterruptRq和InterrupEn寄存器的特殊实现允许改变其中单个位而不影响其它位。如果指定的中断寄存器要设置为1，Setlxx必须置位并同时将指定的位置位。如果指定的中断标志要清零，将0写入Setlxx同时中断寄存器的指定地址必须设置为1。如果在设置或清零过程中不改变一个位的内容必须将指定的位地址写入0。例：将3Fhex写入InterruptRq寄存器，由于SetIRq清零而其它位置位，这将清零所有位。写入81hex将位LoAlertIRq置位并保留其它位不变。22中断请求系统管脚IRQ的配置状态标志IRq的逻辑电平通过管脚IRQ表现出来。管脚IRQ的信号可由IRQPinconfig寄存器的位进行控制。中断请求系统寄存器相关标志位23定时器单元概述MFRC500内部有一个定时器，它由片内13.56MHz时钟驱动。微处理器可使用该时钟管理与定时有关的任务。定时器单元可配置为以下几种方式之一：超时计数器看门狗停止监视可编程单次触发周期触发定时器可由事件触发，但是定时器自身不会影响任何内部事件。24定时器单元定时器单元的实现控制定时器单元定时器单元的主要部分是一个倒计数器，只要倒计数器不等于零它就在每个定时器时钟减一。定时器通过将TimerReload寄存器值装入计数器模块立即启动，可由若干事件触发。３每个启动事件都将TimerReload寄存器的值重装入定时器，因此定时器是重复触发的。定时器可配置为若干事件停止。４装入新值，它只有到下次启动事件才会影响计数器如果置位TStopNow将计数器停止，TimerIRq不会发出信号25定时器单元定时器单元时钟和周期26定时器单元定时器单元的状态SeconddaryStatus寄存器中的TRunning位显示定时器的当前状态。实际的定时器单元内容只能通过TimerValue寄存器读出。定时器单元的使用超时和看门狗停止监视可编程单次触发定时器周期性触发定时器单元寄存器概述27节电模式硬件掉电硬件掉电通过在脚RSTPD置高电平使能。这将关闭所有的内部电流消耗，包括振荡器，所有的数字输入缓冲区都独立于输入端并由内部定义(RSTPD除外)，输出脚在固定的值冻结。软件掉电将Control寄存器中的位PowrDown置位后立即进入该模式，所有的内部电流消耗都关闭。重新设置Control寄存器中的PowerDown后需要512个时钟才能退出软件掉电模式。28节电模式待机模式通过置位Control寄存器中的StandBy位立即进入该模式。与软件掉电模式不同，振荡器不需要时间唤醒。在重新设置Control寄存器中的StandBy位后，需要脚OSCIN上的4个时钟退出待机模式。接收器掉电当接收器不需要时将其关闭以节电并在从卡接收数据之前重新打开。29启动阶段硬件掉电状态复位阶段在硬件掉电阶段之后自动跟随复位阶段，这将花费512个时钟。在复位阶段中一些寄存器位由硬件预置。初始化阶段在复位阶段后自动跟随初始化阶段，这将花费128个时钟。在初始化阶段中E2PROM块1和2的内容复制到寄存器10~2FH。在产品测试时，这将微处理器配置器件的错误减到最小30启动阶段初始化并行接口类型在整个启动阶段中Command值读出为3FH，在初始化阶段的结束Command值变为00H。为了确保对微处理器接口类型正确的检测，必须执行下面的时序：读Command寄存器直到值为00H，内部初始化阶段此时结束。将80H写入Page寄存器以初始化微处理器接口。读Command寄存器，如果该值为00H微处理器接口初始化成功。在接口初始化之后，通过将0X00写入页寄存器可激活线性地址模式。31发送器管脚TX1和TX2TX1和TX2上传递的信号是由包络信号调制的13.56MHz能量载波。只需要很少的用于匹配和滤波的无源元件就可以直接驱动天线。因此输出电路设计成具有非常低的内阻。TX1和TX2的信号可通过TxControl寄存器进行控制。32接收器电路概述MFRC500集成了一个正交调制电路，该电路从输入到RX脚的13.56MHzASK调制信号中解析出ISO14443-A副载波信号。正交调制器使用两个不同的时钟Q-和I-时钟，它们之间的相位差为90º，得到的副载波信号经过放大，滤波然后输入到相关性电路。求出相关性结果数字化后输入到数字电路。要获得最优性能建议使用时钟Q自动校准。33接收器电路对接收器进行操作通常情况下在启动初始化文件中的默认设定适用于MFRC500与MIFARE卡之间的数据通信。时钟Q自动校准：将ClkQCalib位设置为0。放大器：解调信号必须由可变的放大器放大以实现最佳性能。相关性电路为了优化性能相关性电路需要相位信息用于来自卡的信号，该信息必须由微处理器利用寄存器BitPhase来定。计算和数字化电路34