Linux驱动开发-编写RFID-RC522射频刷卡模块驱动-电子发烧友网

【摘要】当前文章介绍如果在Linux系统下编写MF-RC522模块驱动，配合应用层，完成IC卡号读取，扇区读写，密码验证等等。当前开发板采用友善之臂Tiny4412，芯片是三星的EXYNOS4412，驱动代码没有采用SPI子系统，直接控制IO口模拟SPI时序完成与MF-RC522之间通讯。

1. MF-RC522模块介绍

MFRC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，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。便携式手持设备研发的较好选择。MFRC522利用了先进的调制和解调概念，集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持14443A兼容应答器信号。数字部分处理ISO14443A帧和错误检测。此外，还支持快速CRYPTO1加密算法，用语验证MIFARE系列产品。MFRC522支持MI FARE系列更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s。作为13.56MHz高集成度读写卡系列芯片族的新成员,MFRC522与MF RC500和MFRC530有不少相似之处，同时也具备许多特点和差异。它与主机间通信采用SPI模式，有利于减少连线，缩小PCB板体积，降低成本。

淘宝上MFRC522的成品模块非常多，购买都会送几张白卡(IC卡)，完成读写实验。

淘宝上购买的MF-RC522模块基本是引出的SPI接口，实际上MF-RC522本身还支持IIC，UART协议，SPI相比来讲，协议更加简单，速度也快。

当前我采用的就是淘宝购买一个封装好的成品模块，采用MFRC522原装芯片设计读卡电路，使用方便，成本低廉，适用于设备开发、读卡器开发等高应用的用户，需要进行射频卡终端设计/生产的用户。本模块可直接装入各种读卡器模具。模块采用电压为3.3V，通过SPI接口简单的几条线就可以直接与用户任何CPU主板相连接通信，可以保证模块稳定可靠的工作、读卡距离远。

当前文章介绍如果在Linux系统下编写MF-RC522模块驱动，配合应用层，完成IC卡号读取，扇区读写，密码验证等等。当前开发板采用友善之臂Tiny4412，芯片是三星的EXYNOS4412，驱动代码没有采用SPI子系统，直接控制IO口模拟SPI时序完成与MF-RC522之间通讯。

购买模块时，会送一张IC白卡和一个钥匙扣，虽然形状不一样，内部芯片型号都是属于S50卡，常用的公交车卡、地铁卡、超市会员卡等等，都是属于这种S50卡。这个洗头还有一个S70类型的卡，空间比S50大4倍。S50卡内部就是一个EEPROM空间，可以存放任何数据，空间一共分为16个扇区，每个扇区由4块（0、1、2、3）组成。实际操作时，将16个扇区分为64个块，按绝对地址编号为0-63。

IC卡没有电源的，它是由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围(通常为5—10cm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。

2. 硬件原理连线

3. 驱动代码示例

3.1 rc522.c 源代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "rfid_rc522.h"
#include 
#include 
/*--------------------------------RC522相关操作代码---------------------------------------------*/

/*
函数功能：RC522初始化
Tiny4412硬件连接：
	DO--MISO :GPB_2
	DI--MOSI :GPB_3
	CLK-SCLK :GPB_0
	CS--CS   :GPB_1
	RST--    :GPB_4
*/
void RC522_IO_Init(void)
{
	/*1. 注册GPIO*/
	gpio_request(EXYNOS4_GPB(0), "RC522_CLK-SCLK");
	gpio_request(EXYNOS4_GPB(1), "RC522_CS");
	gpio_request(EXYNOS4_GPB(2), "MOSI");
	gpio_request(EXYNOS4_GPB(3), "RC522_MOSI");
	gpio_request(EXYNOS4_GPB(4), "RST");
	
	/*2. 配置GPIO口模式*/
	s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPB(0), S3C_GPIO_OUTPUT);  //时钟
	s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPB(1), S3C_GPIO_OUTPUT);  //片选
	s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPB(2), S3C_GPIO_INPUT);  //输入模式
	s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPB(3), S3C_GPIO_OUTPUT); //输出模式
	s3c_gpio_cfgpin(EXYNOS4_GPB(4), S3C_GPIO_OUTPUT); //输出模式
	
	/*3. 上拉GPIO口*/
	gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(0), 1);
	gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(1), 1);
	gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(3), 1);
	gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(4), 1);
}
/*
函数功能：SPI时序读写一个字节
说    明：SPI底层时序，程序的移植接口
*/
u8 RC522_SPI_ReadWriteOneByte(u8 data_tx)
{
	 u8 data_rx=0;
	 u8 i;
	 for(i=0;i<8;i++)
	 {
		gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(0), 0);
		if(data_tx&0x80)gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(3), 1);
		else gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(3), 0);
		data_tx<<=1; //继续发送下一个数据

		gpio_set_value(EXYNOS4_GPB(0), 1);
		data_rx<<=1;
		if(gpio_get_value(EXYNOS4_GPB(2)))data_rx|=0x01;
	 }
	 return data_rx;
}
/*
功能描述:选卡读取卡存储器容量
输入参数:serNum 传入卡序列号
返 回 值:成功返回卡容量
*/
u8 RC522_MFRC522_SelectTag(u8 *serNum) //读取卡存储器容量
{     
	u8 i;     
	u8 status;     
	u8 size;     
	u8 recvBits;     
	u8 buffer[9];
	     
	buffer[0]=PICC_ANTICOLL1;	  //防撞码1     
	buffer[1]=0x70;
	buffer[6]=0x00;						     
	for(i=0;i<4;i++)					
	{
		buffer[i+2]=*(serNum+i);	//buffer[2]-buffer[5]为卡序列号
		buffer[6]^=*(serNum+i);	  //卡校验码
	}
	
	RC522_CalulateCRC(buffer,7,&buffer[7]);	//buffer[7]-buffer[8]为RCR校验码
	RC522_ClearBitMask(Status2Reg,0x08);
	status=RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,buffer,9,buffer,&recvBits);
	
	if((status==MI_OK)&&(recvBits==0x18))    
		size=buffer[0];     
	else    
		size=0;
	return size; 
}
/*
延时函数，纳秒级
*/
void RC522_Delay(u32 ns)
{
	ndelay(ns);
}
/*
函数功能：RC522芯片初始化
*/
void RC522_Init(void)
{
  RC522_IO_Init();			 //RC522初始化
  RC522_PcdReset();  		 //复位RC522 
  RC522_PcdAntennaOff();	 //关闭天线
  msleep(2);  		  		 //延时2毫秒
  RC522_PcdAntennaOn();		 //开启天线
  M500PcdConfigISOType('A'); //设置RC632的工作方式
}
/*
函数功能：复位RC522
*/
void RC522_Reset(void)
{
  RC522_PcdReset();				//复位RC522
  RC522_PcdAntennaOff();		//关闭天线
  msleep(2);  		  		    //延时2毫秒
  RC522_PcdAntennaOn();		    //开启天线  	
}
/*
功    能: 寻卡
参数说明: req_code[IN]:寻卡方式
                0x52   = 寻感应区内所有符合14443A标准的卡
                0x26   = 寻未进入休眠状态的卡
          			pTagType[OUT]:卡片类型代码
                0x4400 = Mifare_UltraLight
                0x0400 = Mifare_One(S50)
                0x0200 = Mifare_One(S70)
                0x0800 = Mifare_Pro(X)
                0x4403 = Mifare_DESFire
返 回 值: 成功返回MI_OK
*/
char RC522_PcdRequest(u8 req_code,u8 *pTagType)
{
	char status;  
	u8 unLen;
	u8 ucComMF522Buf[MAXRLEN];  	   		// MAXRLEN  18

	RC522_ClearBitMask(Status2Reg,0x08);	//清RC522寄存器位,/接收数据命令
	RC522_WriteRawRC(BitFramingReg,0x07);   //写RC632寄存器
	RC522_SetBitMask(TxControlReg,0x03);    //置RC522寄存器位
 
	ucComMF522Buf[0]=req_code; 	    //寻卡方式
	
	status=RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,1,ucComMF522Buf,&unLen); //通过RC522和ISO14443卡通讯
	
	if((status==MI_OK)&&(unLen==0x10))
	{    
		*pTagType=ucComMF522Buf[0];
		*(pTagType+1)=ucComMF522Buf[1];
	}
	else
	{
	  status = MI_ERR;
	}  
	return status;
}
/*
功    能: 防冲撞
参数说明: pSnr[OUT]:卡片序列号，4字节
返    回: 成功返回MI_OK
*/
char RC522_PcdAnticoll(u8 *pSnr)
{
    char status;
    u8 i,snr_check=0;
    u8 unLen;
    u8 ucComMF522Buf[MAXRLEN]; 
    
    RC522_ClearBitMask(Status2Reg,0x08);  //清RC522寄存器位 
    RC522_WriteRawRC(BitFramingReg,0x00); //写
    RC522_ClearBitMask(CollReg,0x80);     //清
 
    ucComMF522Buf[0]=PICC_ANTICOLL1;   	 //PICC_ANTICOLL1 = 0x93
    ucComMF522Buf[1]=0x20;
	
    status=RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,2,ucComMF522Buf,&unLen); //0x0c,通过RC522和ISO14443卡通讯
											 //PCD_TRANSCEIVE =发送并接收数据
											 //2：写入卡里的数据字节长度
											 //ucComMF522Buf:存放数据的地址
											 //unLen：从卡里读出的数据长度
    if(status==MI_OK)
    {
    	 for(i=0;i<4;i++)
			 {   
					 *(pSnr+i)=ucComMF522Buf[i];  //把读到的卡号赋值给pSnr
					 snr_check^=ucComMF522Buf[i];
			 }
			 if(snr_check!=ucComMF522Buf[i])
			 {
					status = MI_ERR;
			 }
    }   
    RC522_SetBitMask(CollReg,0x80);
    return status;
}
/*
功    能：选定卡片
参数说明：pSnr[IN]:卡片序列号，4字节
返    回：成功返回MI_OK
*/
char RC522_PcdSelect(u8 *pSnr)
{
    char status;
    u8 i;
    u8 unLen;
    u8 ucComMF522Buf[MAXRLEN]; 
    
    ucComMF522Buf[0]=PICC_ANTICOLL1;
    ucComMF522Buf[1]=0x70;
    ucComMF522Buf[6]=0;
	
    for(i=0;i<4;i++)
    {
    	ucComMF522Buf[i+2]=*(pSnr+i);
    	ucComMF522Buf[6]^=*(pSnr+i);
    }
		
    RC522_CalulateCRC(ucComMF522Buf,7,&ucComMF522Buf[7]); //用MF522计算CRC16函数，校验数据
    RC522_ClearBitMask(Status2Reg,0x08);	                //清RC522寄存器位
    status=RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,9,ucComMF522Buf,&unLen);
    if((status==MI_OK)&&(unLen==0x18))status=MI_OK;
    else status=MI_ERR;
		
    return status;
}
/*
功    能：验证卡片密码
参数说明：auth_mode[IN]: 密码验证模式
                 0x60 = 验证A密钥
                 0x61 = 验证B密钥 
          addr[IN]：块地址
          pKey[IN]：扇区密码
          pSnr[IN]：卡片序列号，4字节
返    回：成功返回MI_OK
*/               
char RC522_PcdAuthState(u8 auth_mode,u8 addr,u8 *pKey,u8 *pSnr)
{
    char status;
    u8 unLen;
    u8 ucComMF522Buf[MAXRLEN];  //MAXRLEN  18(数组的大小)
	  
	  //验证模式+块地址+扇区密码+卡序列号   
    ucComMF522Buf[0]=auth_mode;		
    ucComMF522Buf[1]=addr;				
    memcpy(&ucComMF522Buf[2],pKey,6); //拷贝，复制
    memcpy(&ucComMF522Buf[8],pSnr,4); 
	 
    status=RC522_PcdComMF522(PCD_AUTHENT,ucComMF522Buf,12,ucComMF522Buf,&unLen);
    if((status!= MI_OK)||(!(RC522_ReadRawRC(Status2Reg)&0x08)))status = MI_ERR;
    return status;
}
/*
功    能：读取M1卡一块数据
参数说明： 
addr：块地址
p   ：读出的块数据，16字节
返    回：成功返回MI_OK
*/ 
char RC522_PcdRead(u8 addr,u8 *p)
{
    char status;
    u8 unLen;
    u8 i,ucComMF522Buf[MAXRLEN]; //18

    ucComMF522Buf[0]=PICC_READ;
    ucComMF522Buf[1]=addr;
    RC522_CalulateCRC(ucComMF522Buf,2,&ucComMF522Buf[2]);
    status=RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,4,ucComMF522Buf,&unLen);//通过RC522和ISO14443卡通讯
    if((status==MI_OK&&(unLen==0x90)))
    {
		for(i=0;i<16;i++)
		{
				*(p +i)=ucComMF522Buf[i];
		}
    }
    else
	{   
		status=MI_ERR;
	}
    return status;
}
/*
功    能：写数据到M1卡指定块
参数说明：addr：块地址
          p   ：向块写入的数据，16字节
返    回：成功返回MI_OK
*/                  
char RC522_PcdWrite(u8 addr,u8 *p)
{
    char status;
    u8 unLen;
    u8 i,ucComMF522Buf[MAXRLEN]; 
    
    ucComMF522Buf[0]=PICC_WRITE;// 0xA0 //写块
    ucComMF522Buf[1]=addr;      //块地址
    RC522_CalulateCRC(ucComMF522Buf,2,&ucComMF522Buf[2]);
 
    status=RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,4,ucComMF522Buf,&unLen);

    if((status!= MI_OK)||(unLen != 4)||((ucComMF522Buf[0]&0x0F)!=0x0A))
	{
		status = MI_ERR;
	}
		
    if(status==MI_OK)
    {
        for(i=0;i<16;i++)//向FIFO写16Byte数据 
        {    
        	ucComMF522Buf[i]=*(p +i);   
        }
        RC522_CalulateCRC(ucComMF522Buf,16,&ucComMF522Buf[16]);
        status = RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,18,ucComMF522Buf,&unLen);
        if((status != MI_OK)||(unLen != 4)||((ucComMF522Buf[0]&0x0F)!=0x0A))
		{   
			status = MI_ERR;   
		}
    }
    return status;
}
/*
功    能：命令卡片进入休眠状态
返    回：成功返回MI_OK
*/
char RC522_PcdHalt(void)
{
    u8 status;
    u8 unLen;
    u8 ucComMF522Buf[MAXRLEN]; //MAXRLEN==18
	status=status;
    ucComMF522Buf[0]=PICC_HALT;
    ucComMF522Buf[1]=0;
    RC522_CalulateCRC(ucComMF522Buf,2,&ucComMF522Buf[2]);
    status=RC522_PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE,ucComMF522Buf,4,ucComMF522Buf,&unLen);
    return MI_OK;
}
/*
功    能：用MF522计算CRC16函数
参    数：
		*pIn ：要读数CRC的数据
		len：-数据长度
		*pOut：计算的CRC结果
*/
void RC522_CalulateCRC(u8 *pIn ,u8 len,u8 *pOut )
{
    u8 i,n;
    RC522_ClearBitMask(DivIrqReg,0x04);  //CRCIrq = 0  
    RC522_WriteRawRC(CommandReg,PCD_IDLE);
    RC522_SetBitMask(FIFOLevelReg,0x80); //清FIFO指针
    
  //向FIFO中写入数据  
	for(i=0;i

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