[单片机芯片] 基于CH32V103驱动RFID射频阅读器

/**********************************以下为用户程序************************************/

void FM17522_IOinit(void)

{

    u8 loop = 0;



    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};

    //不要忘记开启AFIO时钟(JTAG复用时RCC_APB2Periph_AFIO）

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

//    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;     //输入

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



    FM17522_Reset();

    no_fm_flag = 1;



    while(loop++ < 6)

    {

        if(FM17522_TEST())  // 测试读卡芯片FM17522是否在位

        {

            no_fm_flag = 0;

            break;

        }

    }

}

/*********************************************************************************************************

** 函数名称：FM17522_TEST

** 函数描述：MCU与读卡芯片通信测试函数

** 输入参数：无

** 返回值  ：TRUE---测试通过    FALSE----测试失败

** 说明：不同的读卡芯片的选取用于测试的寄存器不一样，需要更具具体芯片而确定目标寄存器

*********************************************************************************************************/

u8 FM17522_TEST(void)

{

    volatile u8 ucRegVal;



    FM17522_Reset();                                   // 硬件复位

    ucRegVal = FM17522_Read_Reg(ControlReg);

    FM17522_Write_Reg(ControlReg, 0x10);               // 启动读写器模式

    ucRegVal = FM17522_Read_Reg(ControlReg);

    FM17522_Write_Reg(GsNReg, 0xF0 | 0x04);            // CWGsN = 0xF; ModGsN = 0x4

    ucRegVal = FM17522_Read_Reg(GsNReg);



    if(ucRegVal != 0xF4)                               // 验证接口正确

        return FALSE;



    return TRUE;

}

void FM17522_Reset(void)

{

    SPI_SCK_SET;

    Delay_Us(300); // 延时300us

    SPI_RST_CLR;

    Delay_Us(500); // 延时500us

    SPI_RST_SET;

    Delay_Us(1000); // 延时1000us

}

/********************************************

函数名：            Clear_BitMask

功能：            清除位寄存器操作



输入参数：        reg_add，寄存器地址；mask，寄存器清除位

********************************************/

void Clear_BitMask(u8 reg_add, u8 mask)

{

    FM17522_Write_Reg(reg_add, FM17522_Read_Reg(reg_add) & ~mask); // clear bit mask

}

/*************************************************************/

/*函数名：            Set_BitMask                                                                         */

/*功能：            置位寄存器操作                                                                 */

/*输入参数：        reg_add，寄存器地址；mask，寄存器置位                 */

/*返回值：            TRUE                                                                                         */

/*                                FALSE                                                                                 */

/*************************************************************/

void Set_BitMask(u8 reg_add, u8 mask)

{

    FM17522_Write_Reg(reg_add, FM17522_Read_Reg(reg_add) | mask); // set bit mask

}

/**********************************************/

/** 函数名：            Set_RF                     **/

/** 功能：            设置射频输出                 **/

/** 输入参数：        mode，射频输出模式           **/

/**                                0，关闭输出                        **/

/**       1，仅打开TX1输出                   **/

/**       2，仅打开TX2输出                   **/

/**                                3，TX1，TX2打开输出，TX2为反向输出 **/

/**********************************************/

void Set_Rf(u8 mode)

{

    if((FM17522_Read_Reg(TxControlReg) & 0x03) == mode)

        return;



    if (mode == 0)

    {

        Clear_BitMask(TxControlReg, 0x03); //关闭TX1，TX2输出

    }

    else if (mode == 1)

    {

        Clear_BitMask(TxControlReg, 0x01); //仅打开TX1输出

    }

    else if (mode == 2)

    {

        Clear_BitMask(TxControlReg, 0x02); //仅打开TX2输出

    }

    else if (mode == 3)

    {

        Set_BitMask(TxControlReg, 0x03); //打开TX1，TX2输出

    }



    Delay_Ms(100);

}

void Fm17522_ConfigISOType(u8 type)

{

    if (type == 0)                     //ISO14443_A

    {

        Set_BitMask(ControlReg, 0x10); //ControlReg 0x0C 设置reader模式

        Set_BitMask(TxAutoReg, 0x40);  //TxASKReg 0x15 设置100%ASK有效

        FM17522_Write_Reg(TxModeReg, 0x00);    //TxModeReg 0x12 设置TX CRC无效，TX FRAMING =TYPE A

        FM17522_Write_Reg(RxModeReg, 0x00);    //RxModeReg 0x13 设置RX CRC无效，RX FRAMING =TYPE A

        FM17522_Write_Reg(RFCfgReg, 0x48);     //增益调节至48DB 2021.01.16

    }

    else if (type == 1)                        //ISO14443_B

    {

        FM17522_Write_Reg(ControlReg, 0x10);

        FM17522_Write_Reg(TxModeReg, 0x83); //BIT1~0 = 2'b11:ISO/IEC 14443B

        FM17522_Write_Reg(RxModeReg, 0x83); //BIT1~0 = 2'b11:ISO/IEC 14443B

        FM17522_Write_Reg(TxAutoReg, 0x00);

        FM17522_Write_Reg(RxThresholdReg, 0x55);

        FM17522_Write_Reg(RFCfgReg, 0x48); //?????????????

        FM17522_Write_Reg(TxBitPhaseReg, 0x87); //默认值

        FM17522_Write_Reg(GsNReg, 0x83);

        FM17522_Write_Reg(CWGsPReg, 0x10);

        FM17522_Write_Reg(GsNOffReg, 0x38);

        FM17522_Write_Reg(ModGsPReg, 0x10);

    }



    Delay_Us(1000);

}

/********************************************

函数名：           Fm17522_SetTimer

功能：            设置接收延时

输入参数：        delaytime，延时时间（单位为毫秒）

返回值：            TRUE

********************************************/

u8 Fm17522_SetTimer(unsigned long delaytime)//设定超时时间（ms）

{

    unsigned long TimeReload;

    unsigned int Prescaler;



    Prescaler = 0;

    TimeReload = 0;



    while(Prescaler < 0xfff)

    {

        TimeReload = ((delaytime * (long)13560) - 1) / (Prescaler * 2 + 1);



        if( TimeReload < 0xffff)

            break;



        Prescaler++;

    }



    TimeReload = TimeReload & 0xFFFF;

    Set_BitMask(TModeReg, Prescaler >> 8);

    FM17522_Write_Reg(TPrescalerReg, Prescaler & 0xFF);

    FM17522_Write_Reg(TReloadMSBReg, TimeReload >> 8);

    FM17522_Write_Reg(TReloadLSBReg, TimeReload & 0xFF);

    return TRUE;

}

/*************************************************************

函数名：            Clear_FIFO

功能：              清空FIFO



输入参数：          无

输出参数：

返回值：            TRUE

                                      FALSE

************************************************************/

u8 Clear_FIFO(void)

{

    Set_BitMask(FIFOLevelReg, 0x80); //清除FIFO缓冲



    if (FM17522_Read_Reg(FIFOLevelReg) == 0)

        return TRUE;

    else

        return FALSE;

}

//ATQA是只有两个字节，UID却是4个字节加一个BCC校验值所以针对7字节UID防碰撞时就需要最多15字节的UID来存放

//SAK是一个字节的SAK+CRC_A(2字节)

/****************************************************************************************/

/*名称：TypeA_Request                                                                                                                                        */

/*功能：TypeA_Request卡片寻卡                                                                                                                        */

/*输入：                                                                                                                                                                */

/*                                                                                                                                                                */

/*                                                                                                                                                                                */

/*输出：                                                                                                                                                                 */

/*                       pTagType[0],pTagType[1] =ATQA                                                         */

/*               TRUE: 应答正确                                                                      */

/*                         FALSE: 应答错误                                                                                                                                */

/****************************************************************************************/

u8 Fm17522_TypeA_Request(void)

{

    unsigned char  result, send_buff[1], rece_buff[2];

    unsigned int  rece_bitlen;

        

    Clear_BitMask(TxModeReg, 0x80); //关闭TX CRC

    Clear_BitMask(RxModeReg, 0x80); //关闭RX CRC

    Set_BitMask(RxModeReg, 0x08);//关闭位接收

    Clear_BitMask(Status2Reg, 0x08);

    FM17522_Write_Reg(BitFramingReg, 0x07);

    send_buff[0] = 0x26;

    Fm17522_SetTimer(1);

    Clear_FIFO();

    result = Fm17522_Comm(Transceive, send_buff, 1, rece_buff, &rece_bitlen);



    if ((result == TRUE) && (rece_bitlen == 2 * 8))

    {

        memcpy(atqa, rece_buff, 2);

    }



    return result;

}

/*********************************************

 函数名：          Fm17522_Comm （不利用IRQ管脚的情况）

 功能：            读卡器通信



 输入参数：        Command，通信操作命令；

                                                pInData，发送数据数组；

                                                InLenByte，发送数据数组字节长度；

                                                pOutData，接收数据数组；

                                                pOutLenBit，接收数据的位长度

 返回值：            TRUE

                                FALSE

 ********************************************/

u8 Fm17522_Comm(u8 Command, u8 *pInData, u8 InLenByte, u8 *pOutData, uint *pOutLenBit)

{

    uint8_t status  = FALSE;

    uint8_t irqEn   = 0x00;

    uint8_t waitFor = 0x00;

    uint8_t lastBits;

    uint8_t n;

    uint32_t i;

    FM17522_Write_Reg(ComIrqReg, 0x7F);               //清楚IRQ标记

    FM17522_Write_Reg(TModeReg, 0x80);                //设置TIMER自动启动



    switch (Command)

    {

        case MFAuthent:                                                  /* Mifare认证                   */

            irqEn   = 0x12;

            waitFor = 0x10;

            break;



        case Transceive:                                               /* 发送FIFO中的数据到天线，传输后激活接收电路*/

            irqEn   = 0x77;

            waitFor = 0x30;

            break;



        default:

            break;

    }



    FM17522_Write_Reg(ComIEnReg, irqEn | 0x80);

    FM17522_Write_Reg(CommandReg, Idle);

    Set_BitMask(FIFOLevelReg, 0x80);



    for (i = 0; i < InLenByte; i++)

    {

        FM17522_Write_Reg(FIFODataReg, pInData[i]);

    }



    FM17522_Write_Reg(CommandReg, Command);



    if (Command == Transceive)

    {

        Set_BitMask(BitFramingReg, 0x80);

    }



    i = 20000;                                                            /* 根据时钟频率调整，操作M1卡最大等待时间25ms*/



    do

    {

        n = FM17522_Read_Reg(ComIrqReg);

        i--;

    }

    while ((i != 0) && !(n & 0x01) && !(n & waitFor));           //i==0表示延时到了，n&0x01!=1表示PCDsettimer时间未到



    Clear_BitMask(BitFramingReg, 0x80);



    if (i != 0)

    {

        if(!(FM17522_Read_Reg(ErrorReg) & 0x1B))

        {

            status = TRUE;



            if (n & irqEn & 0x01)

            {

                status = 0xEE;

            }



            if (Command == Transceive)

            {

                n = FM17522_Read_Reg(FIFOLevelReg);

                lastBits = FM17522_Read_Reg(ControlReg) & 0x07;



                if (lastBits)

                {

                    *pOutLenBit = (n - 1) * 8 + lastBits;

                }

                else

                {

                    *pOutLenBit = n * 8;

                }



                if (n == 0)

                {

                    n = 1;

                }



                if (n > 64)

                {

                    n = 64;

                }



                for (i = 0; i < n; i++)

                {

                    pOutData[i] = FM17522_Read_Reg(FIFODataReg);

                }

            }

        }

        else

        {

            status = FALSE;

        }

    }



    Clear_BitMask(BitFramingReg, 0x80); //关闭发送

    return status;

}

/****************************************************************************************/

/*名称：Fm17522_TypeA_Anticollision                                                                                                                                */

/*功能：卡片防冲突                                                                                                        */

/*输入：selcode =0x93，0x95，0x97                                                                                                                */

/*                                                                                                                                                                */

/*                                                                                                                                                                                */

/*输出：                                                                                                                                                                 */

/*      TRUE: 应答正确                                                                      */

/*                 FALSE: 应答错误                                                                                                                                */

/****************************************************************************************/

u8 Fm17522_TypeA_Anticollision(unsigned char selcode)

{

    unsigned char   result, i, send_buff[2], rece_buff[5];

    unsigned int   rece_bitlen;

    Clear_BitMask(TxModeReg, 0x80);

    Clear_BitMask(RxModeReg, 0x80);

    Clear_BitMask(Status2Reg, 0x08);

    FM17522_Write_Reg(BitFramingReg, 0x00);

    Clear_BitMask(CollReg, 0x80);



    send_buff[0] = selcode;

    send_buff[1] = 0x20;             //NVB

    Fm17522_SetTimer(1);

    Clear_FIFO();

    result = Fm17522_Comm(Transceive, send_buff, 2, rece_buff, &rece_bitlen);

    i = ((selcode - 0x93) / 2) * 5;



    if (result == TRUE)

    {

//        memcpy(uid[i], rece_buff, 5);

        for (i = 0; i < 5; ++i) {

            uid[i] = rece_buff[i];

        }



        if (uid[4 + i] != (uid[i]^uid[1 + i]^uid[2 + i]^uid[3 + i])) //UID0、UID1、UID2、UID3、BCC(校验字节)

            result = FALSE;

    }



    return result;

}

/****************************************************************************************/

/*名称：TypeA_Select                                                                                                                                        */

/*功能：TypeA_Select卡片选卡                                                                                                                        */

/*输入：selcode =0x93，0x95，0x97                                                                                                                */

/*      pSnr[0],pSnr[1],pSnr[2],pSnr[3]pSnr[4] =UID                                                                  */

/*                                                                                                                                                                                */

/*输出：                                                                                                                                                                 */

/*                       pSak[0],pSak[1],pSak[2] =SAK                                                                    */

/*               TRUE: 应答正确                                                                      */

/*                         FALSE: 应答错误                                                                                                                                */

/****************************************************************************************/

u8 Fm17522_TypeA_Select(unsigned char selcode)

{

    unsigned char   result, i, send_buff[7], rece_buff[5];

    unsigned int   rece_bitlen;

    FM17522_Write_Reg(BitFramingReg, 0x00);

    Set_BitMask(TxModeReg, 0x80);     //打开TX CRC

    Set_BitMask(RxModeReg, 0x80);       //打开接收RX 的CRC校验

    Clear_BitMask(Status2Reg, 0x08);



    send_buff[0] = selcode;        //SEL

    send_buff[1] = 0x70;         //NVB



    i = ((selcode - 0x93) / 2) * 5;

//    memcpy(&send_buff[2],uid[i], 5);

    for (i = 0; i < 5; ++i) {

        send_buff[i + 2] = uid[i];

    }

    Fm17522_SetTimer(1);

    Clear_FIFO();

    result = Fm17522_Comm(Transceive, send_buff, 7, rece_buff, &rece_bitlen);



    i = (selcode - 0x93) / 2;



    if (result == TRUE)

    {

       sak[i] = rece_buff[0];

    }

    return result;

}

/****************************************************************************************/

/*名称：Fm17522_TypeA_CardActive                                                                        */

/*功能：TypeA_CardActive卡片激活                                        */

/*输入：                                                                                                                                        */

/*输出：        pTagType[0],pTagType[1] =ATQA         */

/*              pSnr[0],pSnr[1],pSnr[2],pSnr[3]pSnr[4] =UID         */

/*              pSak[0],pSak[1],pSak[2] =SAK                                    */

/****************************************************************************************/

u8 Fm17522_TypeA_CardActive(void)

{

    u8 result, i;

    Set_Rf(3);   //turn on radio

    Fm17522_ConfigISOType(0);



    for(i = 0; i < 2; i++)

    {

        result = Fm17522_TypeA_Request(); //寻卡 Standard         send request command Standard mode



        if(result == 1)  break;

    }



    if(i == 2)

        return FALSE;



    if((atqa[0] & 0xC0) == 0x00)    //M1卡,ID号只有4位

    {

        result = Fm17522_TypeA_Anticollision(0x93);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Select(0x93);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }

    }

    else if((atqa[0] & 0xC0) == 0x40) //ID号有7位

    {

        result = Fm17522_TypeA_Anticollision(0x93);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Select(0x93);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Anticollision(0x95);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Select(0x95);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }

    }

    else if((atqa[0] & 0xC0) == 0x80)   //ID号有10位

    {

        result = Fm17522_TypeA_Anticollision(0x93);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Select(0x93);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Anticollision(0x95);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Select(0x95);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Anticollision(0x97);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }



        result = Fm17522_TypeA_Select(0x97);



        if (result == FALSE)

        {

            return FALSE;

        }

    }



    return result;

}



/*****************************************************************************************/

/*名称：Fm17522_Mifare_Auth                                                                                                                                                 */

/*功能：Mifare_Auth卡片认证                                                                                                                                 */

/*输入：mode，认证模式（0：key A认证，1：key B认证）；sector，认证的扇区号（0~15）                 */

/*                *mifare_key，6字节认证密钥数组；*card_uid，4字节卡片UID数组                                                 */

/*输出:                                                                                                                                                                         */

/*                TRUE    :认证成功                                                                                                                                         */

/*                FALSE :认证失败                                                                                                                                           */

/*****************************************************************************************/

u8 Fm17522_Mifare_Auth(u8 mode, u8 sector, u8 *mifare_key, u8 *card_uid)

{

    unsigned char  send_buff[12], rece_buff[1], result;

    unsigned int  rece_bitlen;



    if(mode == 0x0)

        send_buff[0] = 0x60; //keyA认证



    if(mode == 0x1)

        send_buff[0] = 0x61; //keyB认证



    send_buff[1] = sector * 4 + 3;

    send_buff[2] = mifare_key[0];

    send_buff[3] = mifare_key[1];

    send_buff[4] = mifare_key[2];

    send_buff[5] = mifare_key[3];

    send_buff[6] = mifare_key[4];

    send_buff[7] = mifare_key[5];

    send_buff[8] = card_uid[0];

    send_buff[9] = card_uid[1];

    send_buff[10] = card_uid[2];

    send_buff[11] = card_uid[3];



    Fm17522_SetTimer(1);

    Clear_FIFO();

    result = Fm17522_Comm(MFAuthent, send_buff, 12, rece_buff, &rece_bitlen); //Authent认证



    if (result == TRUE)

    {

        if(FM17522_Read_Reg(Status2Reg) & 0x08) //判断加密标志位，确认认证结果

            return TRUE;

        else

            return FALSE;

    }



    return FALSE;

}