基于ISO14443-A协议的RFID⾼频频段实战
本篇⽂章只对⾼频RFID进⾏⼤体操作思想进⾏总结分析，代码部分没有附上，重点在理解
认识 ISO 14443协议
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该协议是⾮接触式IC卡标准协议（Contactless card standards）。
其英⽂介绍⽂档有四部分组成，分别为物理特性、频谱功率和信号接⼝、初始化和防冲突接⼝、通讯协议；只有第三本有帧格式描述
注意14443只规定了框架，但没有规定具体的读写细节，需根据不同产品的⼿册操作。
14443术语：
(电⼦标签)接近式卡 Proximity Card (PICC)
(阅读器)接近式耦合设备 Proximity Coapling device (PCD)
防冲突环 anticollision loop
⽐特冲突检测协议 bit collision detection protocol
冲突 collision
帧 frame
协议的框架
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PICC的初始对话PCD和PICC之间的初始对话通过下列连续操作：
1. PCD的RF⼯作场激活PICC
2. PICC静待PCD的命令
3. PCD传输命令
4. PICC传输响应
这些操作使⽤下列条款中规定的视频功率和信号接⼝：
PCD应产⽣给予能量的RF场，为该RF场与PICC进⾏耦合，为了通信，该RF场应被调制。RF⼯作场频率（fc）应为13.56MHZ ± 7KHZ 请求和唤醒帧⽤来初始化通信并按以下次序组成：
1. 通信开始
3. LSB⾸先发送
4. 标准REQA的数据内容是0x26，WAKE-UP请求的数据内容是0x52
5. 通信结束，不加奇偶校验位
帧格式有三种：
短帧（1字节）、标准帧（n字节）、防冲突帧（在标准帧上进⾏扩展）
RC522没有⾃主编程能⼒，需通过MCU进⾏间接操作，并且发送的操作命令需满⾜所⽀持的帧格式。
基本Commands 框架为：
物联网实验设备REQA：请求，对象：所有未睡眠的；短帧格式
WUPA：唤醒，对象：所有；短帧格式
ANTICOLLISION：防冲突；防冲突帧格式
SELECT：选择某个卡⽚；标准帧格式
HLTA：关机；标准帧格式
Commands相关数据的描述：
Cascade level：描述卡⽚ID的字节数，有三个level（1~3），分别代表4(single)、7(double)和10(triple)三种。
SEL：⼀个字节，⽤于设置Cascade level。
NVB：⼀个字节，⽤于统计接收数据Bit个数，包含SEL和NVB本⾝。有效数据是以位来传输，接收时⽤NVB（1B）的⾼4位描述总字节数/ 8，低4位描述余数的位数。例23位⽤NVB表⽰为27，两个字节+7位。
CRC_A：⼀个字节，⽤于校验
UID：卡⽚的ID号
防冲突命令使⽤的分析：
ANTICOLLISION：SEL + NVB + UID + CRC_A
防冲突由硬件完成，⽬的是为了拿到ID，在进⾏叫号，获取⽬标卡⽚
使⽤时只需发送 93 20起个头，然后由硬件⾃⾏叫号。（93表⽰SEL,level1；20表⽰NVB，2个字节）
基于14443-A命令的使⽤
请求卡：0x26，返回2B卡类型，例：(4，0)表⽰ID号4字节类型
唤醒所有卡：0x52，返回2B卡类型
防冲突：0x93，0x20，返回得到4B的卡ID + 1B校验(异或)
选择卡⽚：0x93，0x70，4B卡ID（ID1，ID2，ID3，ID4），1B的checksum，2B的CRC16，返回卡校验0x08
RC522芯⽚的概述
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。
读写器⽀持ISO 14443 / MIFARE，MFRC522内部发⽣器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。可实现不同主机接⼝的功能：SPI、UART、I2C。
SPI接⼝
引脚包含：MOSO输出、MOSI输⼊、CSS⽚选、SCL时钟
对于SPI接⼝的RC522设备地址有⼀个特殊的要求：
第⼀个字节的第⼀个位MSB设置使⽤模式，1为读，0位写
第1~6位定义从设备地址，最后⼀位设置为0（RFU，这⾥必须为0，不能使⽤）。即需要将从设备地址左移⼀位，且将其低位设置为0
例读操作时额外对地址进⾏处理：
addr << 1
addr |= 0x80
addr &= 0xfe
RC522命令集
命令有两种：⼀种控制RC522本⾝，另⼀种控制⾮接触式IC卡
其中Transceive和MFAuthent为操作IC卡的，命令都是由MCU发送给RC522芯⽚。因为RFID通信需满⾜ISO 14443协议，所以这两条命令也需满⾜该协议进⾏操作。
例如要唤醒卡⽚，则需发送 Transceive’0x0c’ + 0x52。
防冲突获取卡⽚ID，则需发送 Transceive’0x0c’ + 0x93 + 0x20。
…
Transceive命令的概述：
MFAuthent命令的概述：
功能实现
1. 请求唤醒：获取卡ID类型，得到ID号的字节数⼤⼩
1. 配置“Status2Reg”寄存器。清理指⽰MIFARECyptol单元接通以及所有卡的数据通信被加密的情况
2. 配置“BitFramingReg”寄存器。设置最后⼀个字节发送位数为七位
3. 配置“TxControlReg”寄存器。设置天线驱动器TX1,TX2管脚的输出信号传递经发送调制的13.56的能量载波信号
4. 配置“ComIEnReg”寄存器。IRqInv置位管脚IRQ与Status1Reg的IRq位的值相反，允许TxIEn RxIEn IdleIEn LoAlertIEn ErrIEn TimerIEn，(寻卡等待时候查询接收中断标志位与空闲中断标志位) 5. 配置“ComIrqReg”寄存器。中断屏蔽位清零
6. 配置“CommandReg”寄存器。写空闲命令
7. 配置“FIFOLevelReg”寄存器。置位FlushBuffer清除内部FIFO的读和写指针以及ErrReg的BufferOvfl标志位被清除
8. 配置“FIFODataReg”寄存器。写数据进FIFOdata，“0x26”或“0x52”，符合14443-A协议的REQ命令
9. 配置“CommandReg”寄存器。发送“0x0C”，PCD_TRANSCEIVE指令。
10. 配置“BitFramingReg”寄存器。StartSend置位启动数据发送该位与收发命令使⽤时才有效
11. 循环等查询事件中断
do //认证与寻卡等待时间
{
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ucN = RC522_ReadByte ( ComIrqReg ); //查询事件中断
ul --;
} while ( ( ul != 0 ) && ( ! ( ucN & 0x01 ) ) && ( ! ( ucN & ucWaitFor ) ) );
//退出条件：ul=0，定时器中断，与写空闲命令
12. 配置“BitFramingReg”寄存器，清理允许StartSend位
13. 若为事件中断，则从FIFOLevelReg寄存器中读出IC卡回应的数据的字节数N，在从ControlReg寄存器中读出最后⼀字节的位数。
14. 计算所需接收数据总位数，⽤于校验：N个字节数减去1（最后⼀个字节）+最后⼀位的位数读取到的数据总位数
15. 循环从FIFODataReg寄存器中读出所有数据，最后⼀个字节不⽤读。
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16. 配置“ControlReg”寄存器。停⽌定时器
17. 配置“CommandReg”寄存器。使RC522位于空闲态
2. 防冲突：获取到RF场范围内的某⼀个卡ID
1. 配置“Status2Reg”寄存器。清理指⽰MIFARECyptol单元接通以及所有卡的数据通信被加密的情况
2. （不同点）配置“BitFramingReg”寄存器。清理寄存器停⽌收发
3. （不同点）配置“CollReg”寄存器。清ValuesAfterColl所有接收的位在冲突后被清除
4. 配置“ComIEnReg”寄存器。IRqInv置位管脚IRQ与Status1Reg的IRq位的值相反，允许TxIEn RxIEn IdleIEn LoAlertIEn ErrIEn TimerIEn，(寻卡等待时候查询接收中断标志位与空闲中断标志位)
5. 配置“ComIrqReg”寄存器。中断屏蔽位清零
6. 配置“CommandReg”寄存器。写空闲命令
7. 配置“FIFOLevelReg”寄存器。置位FlushBuffer清除内部FIFO的读和写指针以及ErrReg的BufferOvfl标志位被清除
8. （不同点）配置“FIFODataReg”寄存器。写数据进FIFOdata，“0x93
0x20”，符合14443-A协议的COLL命令
9. 配置“CommandReg”寄存器。发送“0x0C”，PCD_TRANSCEIVE指令。
10. 配置“BitFramingReg”寄存器。StartSend置位启动数据发送该位与收发命令使⽤时才有效
11. 循环等查询事件中断
do //认证与寻卡等待时间
{
ucN = RC522_ReadByte ( ComIrqReg ); //查询事件中断
ul --;
} while ( ( ul != 0 ) && ( ! ( ucN & 0x01 ) ) && ( ! ( ucN & ucWaitFor ) ) );
//退出条件：ul=0，定时器中断，与写空闲命令
12. 配置“BitFramingReg”寄存器，清理允许StartSend位
13. 若为事件中断，则从FIFOLevelReg寄存器中读出IC卡回应的数据的字节数N，在从ControlReg寄存器中读出最后⼀字节的位数。
14. 计算所需接收数据总位数，⽤于校验：N个字节数减去1（最后⼀个字节）+最后⼀位的位数读取到的数据总位数
15. （不同点）循环从FIFODataReg寄存器中读出所有数据，最后⼀个字节不⽤读，数据接收的校验为除最后⼀个字节之外，其他字节异或得到。
16. （不同点）校验位判断：将异或所得的数与 ID卡后⼀个字节CRC_A进⾏⽐较
17. 配置“ControlReg”寄存器。停⽌定时器
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19. （不同点）配置“CollReg”寄存器。在冲突后所有接收的位均还存在
3. SELECT：根据ID号来触发指定的IC卡
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