| <!--標(biāo)題CH(結(jié)束)←--><!--→標(biāo)題EN(開始)--> <!--標(biāo)題EN(結(jié)束)←-->南京師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（南京210097） 朱 偉 薛有為 高 玉
<!--→摘要CH(開始)--> 【摘 要】介紹了基于P4095芯片的一種非接觸式IC卡（H4001）的讀卡機(jī)制,并提出了一種曼徹斯特碼的解碼方法。<!--摘要CH(結(jié)束)←-->
<!--→關(guān)鍵CH(開始)--> 【關(guān)鍵詞】非接觸式IC卡,曼徹斯特碼,解碼
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IC卡（Integrated Circuit Card）經(jīng)過20多年的發(fā)展,已廣泛應(yīng)用于金融、電信、保險(xiǎn)、商業(yè)、國防、公共事業(yè)等領(lǐng)域。IC卡按外部接口設(shè)備的連接方式可分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡（又稱射頻卡）兩類。接觸式IC卡,就是IC卡與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí),芯片的電極觸點(diǎn)必須與IC卡讀寫設(shè)備直接連接;非接觸式IC卡在使用時(shí)則無須與IC卡讀寫器設(shè)備直接連接,而是通過無線電波或電磁感應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)與IC卡讀寫設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。在刷卡速度要求高,用卡環(huán)境惡劣,污染嚴(yán)重等環(huán)境下,非接觸式IC卡有著它特有的優(yōu)勢(shì)。
我們利用EM公司（EM MICROELECTRONICMARIN SA,2074 MARIN－Switzerland）生產(chǎn)的P4095芯片,制作了IC卡讀頭,并在此基礎(chǔ)上,編寫了EM公司H4001非接觸式IC卡的讀卡程序。
1 工作原理 
讀卡的工作原理如圖1所示。
當(dāng)IC卡（H4001）靠近讀卡器時(shí),圖1中的兩個(gè)回路在125kHz時(shí)產(chǎn)生諧振。IC卡從中獲取能量,連續(xù)地向外發(fā)送信號(hào)。P4095接收信號(hào),送單片機(jī)分析處理該卡的信息。  
2 P4095芯片介紹
該芯片集成相同步邏輯系統(tǒng),可以得到與線圈諧振頻率相同的載波頻率;不需外部晶振;載波頻率為100到150kHz;支持多種IC卡傳輸協(xié)議,如H400X,P4150,P4069等;封裝形式為SO16或PSOP216。用P4095制作的射頻卡讀頭可完成下列功能：（1）載波頻率驅(qū)動(dòng)線圈。（2）對(duì)可寫卡磁場(chǎng)的調(diào)幅調(diào)制。（3）對(duì)線圈上由卡引發(fā)的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行幅度解調(diào)。（4）與微處理器通過簡單的連線相互通信。
芯片的操作由SHD和MOD控制。SHD為高時(shí)進(jìn)入睡眠模式,在芯片供電之后,SHD必須為高以對(duì)芯片進(jìn)行正確的初始化,然后SHD再接低電平,這樣芯片可以發(fā)出射頻場(chǎng),由解調(diào)模塊將線圈上讀到的信號(hào)由DEMOD__OUT輸出。MOD接地使芯片進(jìn)入只讀狀態(tài)。應(yīng)用圖如下圖2所示。
3 H4001原理
H4001是在異頻無線傳送中應(yīng)用的CMOS集成電路。電路由放在磁場(chǎng)中的線圈驅(qū)動(dòng),并從中得到時(shí)鐘脈沖。開關(guān)調(diào)制電流可以送回包含在激光可編程邏輯器件中的64位信息。
串行輸出的數(shù)據(jù)包括9位起始位,40位信息位,14位校驗(yàn)位,1位停止位。
而這64位信息是通過曼徹斯特碼調(diào)制的。邏輯“1”是在一個(gè)位周期內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)下降沿,邏輯“0”是在一個(gè)位周期內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)上升沿。64位曼徹斯特碼如圖3所示。一旦發(fā)送,就將連續(xù)地發(fā)。圖4所示的就是邏輯電平與曼徹斯特碼之間的關(guān)系。從圖中可以看出64位信號(hào)連續(xù)循環(huán)輸出的情況。 |
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