RC522射频卡模块与IC卡完成充值消费查询的技术实现思路
本文分享自华为云社区《鍗庝负浜戣 鍧沖浜戣 绠楄 鍧沖寮 鍙戣 呰 鍧沖鎶 鏈 鍧 -鍗庝负浜 》，作者：DS小龙哥。一、IC卡介绍
常用的IC卡一般是M1卡，也称为S50卡，购买RC522刷卡模块送的白卡，蓝色钥匙扣、公交卡、地铁卡都是S50卡。S50卡内部有16个分区，每分区有AB两组密码，总容量为8Kbit。
第0个扇区第0块用于存放厂商代码，意见固话，不可更改。
每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可以用于存储数据。数据块可以进行读写操作。
每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存储控制、密码B。具体结构如下：
每个扇区的密码和控制位都是独立的，可以根据实际需求设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区中的每个块（包括数据和控制块）存取条件是由密码和存取控制共同决定的，在存取控制中每个块都有一个相应的三个控制位。
重点总结：
（1）M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（0、1、2、3）组成。在实际操作时，将16个扇区分为64个块，按绝对地址编号为0-63进行访问，也就是程序里需要填块的位置时，范围是0~63。
（2）每个块的大小是16字节，每个扇区里有3个数据块，数据块可以存放自己的自定义数据。二、一卡通消费机实现原理2.1 封装核心函数
（1）主要的硬件：单片机选择STM32，刷卡模块采用RC522。
（2）实现核心思路：为了方便存储数据，对数据进行管理，保证程序的通用性，将IC卡的所有信息都存放在IC卡上。包括：激活状态、卡所属人信息，金额等。
所以在程序里定义了一个结构体： #pragma pack(1) //这个结构体大小为16个字节,刚好存放到 IC卡的一个块里面 typedef struct CARD_INFO { u8 stat; //卡状态. 66表示此卡已经激活 其他值表示此卡未激活 // 88表示此卡挂失,无法再进行消费 u32 money; //金额. 第一次激活卡,就将金额清0 u8 phone[11];//可以存放电话号码,ID,标识符之类的数据 }CARD; extern u8 IC_Card_uid[4];
并封装了两个底层函数： 接下来的所有对卡的操作只需要调用下面函数即可。 //读取卡号 u8 IC_Card_uid[4]; /* card_uid ：卡的id号外部5字节数组 data : 读出来的一个块，16字节数据 addr : 块号，从4开始 数据存放的地址。每个扇区的0、1、2块是存放数据。3是存放密码。 一般填：0、1、2 、4、5、6、8、9、10 数据一般格式：u8 SJ[16]={255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255}; //写入的金额； */ u8 IC_Card_Read(CARD *rdata) { u8 KEY[6] = {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}; //白卡的出厂密码 u8 status; /*1. 寻卡*/ status = search_card(IC_Card_uid); /*2. 验证卡密码*/ if(MI_OK==status) { print_CardNnmber(IC_Card_uid); status = RC522_PcdAuthState(PICC_AUTHENT1A, 3, KEY, IC_Card_uid); //验证卡片密码 形参参数：验证方式，块地址，密码，卡序列号 } /*3. 读出数据*/ if(MI_OK==status) { status = RC522_PcdRead(1,(u8*)rdata); //从第addr块读出数据值。 } return status; } /* 功能：写数据到指定块 参数： u8 addr ：数据存放的地址。每个扇区的0、1、2块是存放数据。3是存放密码。 一般填：0、1、2 、4、5、6、8、9、10 数据一般格式：u8 SJ[16]={255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255}; //写入的金额； */ u8 IC_Card_Write(CARD *wdata) { u8 KEY[6] = {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}; //白卡的出厂密码 u8 status; /*1. 寻卡*/ status = search_card(IC_Card_uid); /*2. 验证卡密码*/ if(MI_OK==status) { status = RC522_PcdAuthState(PICC_AUTHENT1A, 3, KEY, IC_Card_uid); //验证卡片密码 形参参数：验证方式，块地址，密码，卡序列号 } /*3. 写数据到卡*/ if(MI_OK==status) { status = RC522_PcdWrite(1, (u8*)wdata); //写数据到第addr块，data入的数据值。 } return status; }2.2 编写案例接口
为了方便理解整体的设计思路，下面针对几个常见的操作编写了函数接口测试Demo。 void Activation_CardInformation(void); //对卡激活-将卡状态设置为66 void Unlock_CardInformation(void); //对卡解锁--去除挂失状态。将卡状态设置为66 void locking_CardInformation(void); //对卡挂失。将卡状态设置为88 void Consumption_CardInformation(void); //消费. 消费就是减少金额. void Recharge_CardInformation(void); //对卡进行充值. 充值就是累加金额 void Query_CardInformation(void); //查询卡的详细信息,通过串口打印
源代码如下： #include ＂app.h＂ /* 函数功能: 查询卡的详细信息,通过串口打印 */ void Query_CardInformation() { CARD data; if(IC_Card_Read(&data)==MI_OK) { //判断卡是否已经激活 if(data.stat==66) { printf(＂用户信息:%sr ＂,data.phone); printf(＂余额:%dr ＂,data.money); } else if(data.stat==88) { printf(＂此卡已挂失.请先解锁.r ＂); } //卡没有激活 else { printf(＂此卡没有激活.r ＂); } //复位--释放选中的卡片 RC522_PcdReset(); } } /* 函数功能: 对卡进行充值. 充值就是累加金额 */ void Recharge_CardInformation() { CARD data; if(IC_Card_Read(&data)==MI_OK) { //判断卡是否已经激活 if(data.stat==66) { printf(＂用户信息:%sr ＂,data.phone); printf(＂充值前的余额:%dr ＂,data.money); //累加金额 data.money+=100; //充值100块 //重新写入到卡里 RC522_PcdWrite(1, (u8*)&data); //写数据到第addr块，data入的数据值。; printf(＂充值后的余额:%dr ＂,data.money); } //卡已经挂失 else if(data.stat==88) { printf(＂此卡已挂失.请先解锁后再充值.r ＂); } //卡没有激活 else { printf(＂此卡没有激活.请先激活后再充值.r ＂); } //复位--释放选中的卡片 RC522_PcdReset(); } } /* 函数功能: 消费. 消费就是减少金额. */ void Consumption_CardInformation() { CARD data; if(IC_Card_Read(&data)==MI_OK) { //判断卡是否已经激活 if(data.stat==66) { printf(＂用户信息:%sr ＂,data.phone); printf(＂消费前的余额:%dr ＂,data.money); //消费金额,假如：我要消费10元,先判断卡里有没有10元,没有就不能消费. printf(＂即将消费10元...r ＂); //余额足够才能消费 if(data.money>=10) { data.money-=10; //减去10块 //重新写入到卡里 RC522_PcdWrite(1, (u8*)&data); //写数据到第addr块，data入的数据值。; printf(＂消费后的余额:%dr ＂,data.money); } else { printf(＂余额不足,消费失败...r ＂); } } //卡已经挂失 else if(data.stat==88) { printf(＂此卡已挂失.请先解锁后再进行消费流程.r ＂); } //卡没有激活 else { printf(＂此卡没有激活.请先激活后再进行消费流程.r ＂); } //复位--释放选中的卡片 RC522_PcdReset(); } } /* 函数功能: 对卡挂失。将卡状态设置为88 */ void locking_CardInformation() { CARD data; if(IC_Card_Read(&data)==MI_OK) { //判断卡是否已经激活 if(data.stat==66) { printf(＂用户信息:%sr ＂,data.phone); //设置挂失状态 data.stat=88; //重新写入到卡里 RC522_PcdWrite(1, (u8*)&data); //写数据到第addr块，data入的数据值。; printf(＂此卡已成功挂失.r ＂); } //卡已经挂失 else if(data.stat==88) { printf(＂此卡已挂失.r ＂); } //卡没有激活 else { printf(＂此卡没有激活.请先激活.r ＂); } //复位--释放选中的卡片 RC522_PcdReset(); } } /* 函数功能: 对卡解锁--去除挂失状态。将卡状态设置为66 */ void Unlock_CardInformation() { CARD data; if(IC_Card_Read(&data)==MI_OK) { //判断卡是否已经激活 if(data.stat==66) { printf(＂此卡已解锁.r ＂); } //卡已经挂失 else if(data.stat==88) { //设置解锁状态 data.stat=66; //重新写入到卡里 RC522_PcdWrite(1, (u8*)&data); //写数据到第addr块，data入的数据值。; printf(＂此卡已成功解锁.r ＂); } //卡没有激活 else { printf(＂此卡没有激活.请先激活.r ＂); } //复位--释放选中的卡片 RC522_PcdReset(); } } /* 函数功能: 对卡激活-将卡状态设置为66 激活卡也叫注册卡。可以写入一些用户信息到卡里. */ void Activation_CardInformation() { CARD data; if(IC_Card_Read(&data)==MI_OK) { //判断卡是否已经激活 if(data.stat==66) { printf(＂此卡已激活,不需要重复激活.r ＂); } //卡已经挂失 else if(data.stat==88) { printf(＂此卡已激活,并挂失,锁定,请先解锁...r ＂); } //卡没有激活 else { //设置解锁状态 data.stat=66; strncpy((char*)data.phone,＂473608901＂,sizeof(data.phone)-1); //重新写入到卡里 // IC_Card_Write(&data); /*3. 写数据到卡*/ RC522_PcdWrite(1, (u8*)&data); //写数据到第addr块，data入的数据值。 printf(＂此卡已成功激活.用户信息:%sr ＂,data.phone); } //复位--释放选中的卡片 RC522_PcdReset(); } }2.3 编写操作界面
为了方便测试功能，在LCD屏上绘制了几个矩形，触摸屏点击分别执行对应的功能。
#include ＂app.h＂ /* RC522射频模块外部的接口: *1--SDA <----->PB5--片选脚 *2--SCK <----->PB4--时钟线 *3--MOSI<----->PA12--输出 *4--MISO<----->PA11--输入 *5--悬空 *6--GND <----->GND *7--RST <----->PA8--复位脚 *8--VCC <----->VCC */ int main() { USARTx_Init(USART1,72,115200); LCD_Init(); LCD_Clear(BLACK); XPT2046_TouchInit(); RC522_Init(); // DisplayString(0,0,16,＂12345jkdbdfvdfvdfv7364837340hdxsmsks3743934ndvdfv＂,BLACK,WHITE); // // POINT_COLOR=0x00FF; //设置画笔颜色 // LCD_DrawLine(0,0,200,50); //画线 // //颜色填充 LCD_Fill(0,0,120,105,RED); //颜色填充 LCD_Fill(120,0,239,105,RED); //颜色填充 LCD_Fill(0,105,120,210,RED); //颜色填充 LCD_Fill(120,105,239,210,RED); //颜色填充 LCD_Fill(0,210,120,320,RED); //颜色填充 LCD_Fill(120,210,239,320,RED); DisplayString(0,0,16,＂Activation＂,BLACK,WHITE); DisplayString(120,0,16,＂Query＂,BLACK,WHITE); DisplayString(0,105,16,＂Recharge＂,BLACK,WHITE); DisplayString(120,105,16,＂Consumption＂,BLACK,WHITE); DisplayString(0,210,16,＂locking＂,BLACK,WHITE); DisplayString(120,210,16,＂Unlock＂,BLACK,WHITE); while(1) { //扫描触摸屏坐标 if(XPT2046_ReadXY()) { printf(＂x=%d,y=%dr ＂,xpt2046_touch.x,xpt2046_touch.y); printf(＂x0=%d,y0=%dr ＂,xpt2046_touch.x0,xpt2046_touch.y0); // 对卡激活- if(xpt2046_touch.x>0&&xpt2046_touch.x<120&& xpt2046_touch.y>0&&xpt2046_touch.y<105) { printf(＂---- 对卡激活-Demo----r ＂); //充值Demo Activation_CardInformation(); //颜色填充 LCD_Fill(0,0,120,105,WHITE); DisplayString(0,0,16,＂Activation＂,BLACK,WHITE); //等待触摸屏松开 while(XPT2046_PEN==0){} //颜色填充 LCD_Fill(0,0,120,105,RED); DisplayString(0,0,16,＂Activation＂,BLACK,WHITE); } //查询Demo else if(xpt2046_touch.x>120&&xpt2046_touch.x<240&& xpt2046_touch.y>0&&xpt2046_touch.y<105) { printf(＂----运行查询Demo----r ＂); //查询Demo Query_CardInformation(); //颜色填充 LCD_Fill(120,0,239,105,WHITE); DisplayString(120,0,16,＂Query＂,BLACK,WHITE); //等待触摸屏松开 while(XPT2046_PEN==0){} //颜色填充 LCD_Fill(120,0,239,105,RED); DisplayString(120,0,16,＂Query＂,BLACK,WHITE); } //充值Demo else if(xpt2046_touch.x>0&&xpt2046_touch.x<120&& xpt2046_touch.y>105&&xpt2046_touch.y<210) { printf(＂----运行充值Demo----r ＂); //充值Demo Recharge_CardInformation(); //颜色填充 LCD_Fill(0,105,120,210,WHITE); DisplayString(0,105,16,＂Recharge＂,BLACK,WHITE); //等待触摸屏松开 while(XPT2046_PEN==0){} //颜色填充 LCD_Fill(0,105,120,210,RED); DisplayString(0,105,16,＂Recharge＂,BLACK,WHITE); } //消费Demo else if(xpt2046_touch.x>120&&xpt2046_touch.x<240&& xpt2046_touch.y>105&&xpt2046_touch.y<210) { printf(＂----运行消费Demo----r ＂); //消费Demo Consumption_CardInformation(); //颜色填充 LCD_Fill(120,105,239,210,WHITE); DisplayString(120,105,16,＂Consumption＂,BLACK,WHITE); //等待触摸屏松开 while(XPT2046_PEN==0){} //颜色填充 LCD_Fill(120,105,239,210,RED); DisplayString(120,105,16,＂Consumption＂,BLACK,WHITE); //等待触摸屏松开 } //挂失Demo else if(xpt2046_touch.x>0&&xpt2046_touch.x<120&& xpt2046_touch.y>210&&xpt2046_touch.y<320) { printf(＂----运行挂失Demo----r ＂); //挂失Demo locking_CardInformation(); //颜色填充 LCD_Fill(0,210,120,320,WHITE); DisplayString(0,210,16,＂locking＂,BLACK,WHITE); //等待触摸屏松开 while(XPT2046_PEN==0){} //颜色填充 LCD_Fill(0,210,120,320,RED); DisplayString(0,210,16,＂locking＂,BLACK,WHITE); } //解锁Demo else if(xpt2046_touch.x>120&&xpt2046_touch.x<240&& xpt2046_touch.y>210&&xpt2046_touch.y<320) { printf(＂----运行解锁Demo----r ＂); //解锁Demo Unlock_CardInformation(); //颜色填充 LCD_Fill(120,210,239,320,WHITE); DisplayString(120,210,16,＂Unlock＂,BLACK,WHITE); //等待触摸屏松开 while(XPT2046_PEN==0){} //颜色填充 LCD_Fill(120,210,239,320,RED); DisplayString(120,210,16,＂Unlock＂,BLACK,WHITE); } } delay_ms(10); } }2.4 运行效果
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