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零知開源分享-使用PN532模塊讀寫NFC卡片

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一、串口命令操作
1、數據幀結構
使用串口命令操作時候,需要按照下面的幀格式進行數據傳輸,這是通信的基礎。

下面詳細解釋一下:
  • PREAMBLE:這個就是所謂的幀頭,也稱為前導碼,一般是00。

  • START CODE :開始碼 2個字節,分別是 00和FF 。

  • LEN :這個是數據長度,一個TFI和n個PD。

  • LCS:這個是LEN的補碼,也就是(LEN取反+1)。

  • TFI:表示數據流向 ,D4 表示 數據發向PN532,D5 表示 PN532數據發出

  • DATA:這才是我們想要發的數據,DATA的第一個字節PD0為控制字符,其余為普通數據,該包長度為 LEN-1。

  • DCS:其實就是把這些十六進制數加起來,后兩位取補碼即可。即(TFI + PD0 + PD1 + … + PDn)累加和,取后兩位的補碼。

  • POSTAMBLE:幀尾 ,一般為 00

這種的數據結構只能有255 個data (包括TFI),還有幾種結構,這里先不說了。
2、讀寫示例分析
使用的是pn532為主控芯片的NFC串口模塊,來讀寫M1卡,注意下所有數字為16進制形式。用usb轉串口模塊將pn532與電腦連接,串口助手發送選擇hex。
波特率:默認 115200 ,數據位:8 ,校驗位:無 ,停止位:1, 流控:無。硬件連接正常后開始操作,詳細步驟分析如下:
(1) 喚醒PN532:
  1. PC->PN532: 55 55 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ff 03 fd d4 14 01 17 00
  2. PN532->PC: 00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 02 FE D5 15 16 00
復制代碼
其實第一條不符合普通的發送格式,比較特殊。如果沒有正常返回,檢查硬件連接和波特率。
(2)獲取卡UID,也就是卡的唯一ID號
  1. PC->PN532: 00 00 FF 04 FC D4 4A 02 00 E0 00
復制代碼
分析:
   04 //代表有四個數據分別是 D4 4A 02 00;
   FC //這是04的補碼 ;
   4a //命令;
   02 //卡數量,0--2;
   00 //波特率 106K;
   E0 //校驗位  D4+4A+02+00=0x0120  取后兩位20的補碼為E0。至于補碼怎么計算自己百度吧。
  1. PN532->PC:  00 00 FF 00 FF 00
  2.                    00 00 FF 0C F4 D5 4B 01 01 00 04 08 04 A1 9F F5 5E 3B 00
復制代碼
分析:
    00 00 FF 00 FF 00  //ACK;
    00 00 FF 0C F4 D5 //PN532 到 MCU;
    4B //響應命令;
    01 //目標卡1;
    01 //目標卡數量,最大為0x02,最小為0;
    00 04 //atq;
    08 //卡容量 08=1K;
    04 //4個字節UID;
    02 F5 13 BE //UID;
    06 00 //DCS+POST;
到這一步總體來說還算順利,主要是因為可以發送完命令在再刷卡也行,也可以把卡一直放上。
(3)密鑰驗證,注意驗證完秘鑰,卡不能離開,需要一直放在上面,才能順利的完成下面讀寫操作,還有注意替換步驟(2)的UID,最后根據自己的UID計算校驗位即倒數第二位。
  1. PC->PN532:  00 00 fF 0F F1 D4 40 01 60 07 FF FF FF FF FF FFA1 9F F5 5E C2 00
復制代碼
分析:   
     40 //命令;
     01 //卡1;
     60 //密鑰驗證命令;
     07 //塊號;
     ff ff ff ff ff ff //密鑰;
     A1 9F F5 5E //UID 替換為步驟2得到的UID ;
     C2 //檢驗位,根據替換的UID計算,計方法跟步驟(2)一樣。
  1. PN532->PC: 00 00 FF 00 FF 00
  2.                   00 00 FF 03 FD D5 41 00 EA 00
復制代碼
分析:
    41 00 //正確狀態。
(4)開始讀卡,M1卡有16個扇區,每個扇區4個塊。
  1. PC->PN532: 00 00 ff 05 fb D4 40 01 30 07 B4 00 //讀第7塊
  2. PC->PN532: 00 00 ff 05 fb D4 40 01 30 06 B5 00 //讀第6塊
  3. PC->PN532: 00 00 ff 05 fb D4 40 01 30 08 B3 00 //讀第8塊
復制代碼
分析:  
     40 //命令;
     01 //卡1;
     30 //讀卡命令;
     07 //塊號。
  1. PN532->PC: 00 00 FF 00 FF 00 //ACK
  2.                   00 00 FF 13 ED D5 41 00 00 00 00 00 00 00 FF 07 80 69 FF FF FF FF FF FF 01 00  //7塊
  3. PN532->PC: 00 00 FF 00 FF 00 //ACK
  4.                   00 00 FF 13 ED D5 41 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 EA 00 //6塊
復制代碼
分析:
    41 00 //正確
    錯誤會返回: 00 00 FF 00 FF 00
                      00 00 FF 03 FD D5 41 13 D7 00
    41 03 //錯誤。
(5)寫卡
  1. PC->PN532: 00 00 ff 15 EB D4 40 01 A0 06 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F CD 00
復制代碼
分析:   
    40 //命令;
     01 //卡1;
     A0 //寫卡命令;
     06 //塊號;
     00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F  //16字節數據;
     CD//校驗和,如果更改其他的數需重新計算。
  1. PN532->PC: 00 00 00 FF 00 FF 00
  2.                   00 00 FF 03 FD D5 41 00 EA 00
復制代碼
分析:
    41 00 //正確。
二、使用上位機方式進行操作
下面使用上位機軟件進行讀寫測試:我們使用一個USB轉串口模塊連接到PN532模塊。
PN532模塊:

電路連接如下:

我們使用模塊的串口模式接口,因此在上面的配置模式中我們選的是HSU這個,即1、2兩個開關都在左邊(基于上圖)。
連接好以后,我們打開上位機軟件,如下圖:

如果我們連接沒有問題,接口選擇也正確,就會顯示“發現NFC設備”標識,如果沒有連接好,則會出現“未發現NFC設備”。
上一步成功后,我們就可以操作PN532來進行讀寫其他NFC卡片設備了。
我們把門禁卡放在PN532模塊上方,如下圖所示:

然后點擊上位機中的【讀取卡:讀取卡片內容】,就可以讀取到卡片的內容了:

更多詳細資料可到零知實驗室官網免費領取。


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