基于NXP公司LPC11U12 MCU的多界面读卡器方案

随着金融业电子支付和物联网行业的迅速发展， 传统的磁卡和条型码识别技术因为存在容易复制和容易损坏的原因， 带来很多安全的问题。因此，接触式和非接触智能IC卡，RFID电子标签等技术得到了越来越多的应用。
品佳集团基于NXP的MCU及智能识别产品开发出同时支持接触式和非接触智能IC的读卡器方案，为广大电子工程师提供低成本，高可靠性的多界面读卡器方案。

本方案采用LPC11U12作为主控MCU和MFRC522作为13.56Mhz RFID读卡器， 其中LPC11U12出自ARM® Cortex™-M0的低成本微控制器LPC11U00系列，该系列MCU采用高度灵活的全新USB架构和智能卡(ISO7816-3)接口，为智能卡提供了即插即用的功能， 而MFRC522是低成本，小体积，低功耗的RFID，多通信接口的读卡器，令到本方案广泛应用于公共交通终端、手持终端、非接触式公用电话、三表计量、一卡通等领域。

1. 本方案主要芯片介绍：

MF RC522
MF RC522是应用于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。

MF RC522 利用了先进的调制和解调概念,完全集成了在 13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持 ISO14443A 的多层应用。其内部发送器部分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。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路, 用于处理 ISO14443A 兼容的应答器信号。数字部分处理 ISO14443A 帧和错误检测(奇偶 &CRC)。此外,它还支持快速 CRYPTO1 加密算法,用于验证 MIFARE 系列产品。MFRC522 支持 MIFARE®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家族的新成员,MF RC522与MF RC500和 MF RC530有不少相似之处,同时也具备诸多特点和差异。它与主机间的通信采用连线较 少的串行通信,且可根据不同的用户需求,选取 SPI、I2C 或串行 UART(类似 RS232)模式 之一,有利于减少连线,缩小 PCB 板体积,降低成本。



高集成度的调制解调电路;
采用少量外部器件,即可将输出驱动级接至天线;
支持 ISO/IEC 14443 TypeA 和 MIFARE®通信协议;
支持 ISO 14443 212kbit/s 和 424kbit/s 的更高传输速率的通信。
支持 MIFARE® Classic 加密;
支持的主机接口:
10Mbit/s 的 SPI 接口
I2C 接口,快速模式的速率为 400kbit/s,高速模式的速率为 3400kbit/s
串行 UART,传输速率高达 1228.8kbit/s,帧取决于 RS232 接口,电压电平取 决于提供的管脚电压
64字节的发送和接收FIFO缓冲区;
灵活的中断模式;
可编程定时器。
具备硬件掉电、软件掉电和发送器掉电 3 种节电模式,前两种模式雷同于 MF RC500 和 CL RC400,其特有的“发送器掉电”则可关闭内部天线驱动器,即关闭RF场;
内置温度传感器,以便在芯片温度过高时自动停止RF发射;
采用相互独立的多组电源供电,以避免模块间的相互干扰,提高工作的稳定性;
具备 CRC 和奇偶校验功能,CRC 协处理器的 16 位长 CRC 计算多项式固定为: X16+X12+X5+1,符合
ISO/1EC14443 和 CCTITT 协议;
内部振荡器,连接27.12MHz的晶体;
2.5~3.6V的低电压低功耗设计;
5mm×5mm×0.85mm的超小体积。

LPC11U00 微控制器
ARM Cortex-M0 core @ 50 MHz
最大32 kB Flash, 最大6 kB SRAM，
不少于40个通用I/O
接口包括：
USB 2.0全速接口，集成片上PHY
SSP控制器，带FIFO和多协议功能
I2C总线接口，支持I2C总线规范和快速模式，数据速率为1Mbit/s，具有多个地址识别功能和监控模式
UAR，具有调制解调器、内部FIFO，支持RS-485/EIA-485标准，支持ISO7816-3智能卡接口及IrDA。
封装: 48-pin LQFP, 33-pin HVQFN, 48TFBGA (4.5x4.5mm)



2, DEMO板：



3, NXP RFID读卡器产品选型手册：



4，NXP LPC11UXX 产品选型手册：



5，方案应用场合：

门禁卡(考勤)系统、校园一卡通系统、公交(地铁)卡系统、身份识别系统、高铁检票机系统、停车(路桥)收费系统、仓储管理系统等。