4.3  串行存储器
我们用AT24C256作数据存储器。AT24C256是串行E2PROM存储器，支持I2C总线数据传输协议，32KB存储器容量，用两根线与CPU构成串行接口。SDA是双向数据线，接CPU的P2.1;SCL是时钟线，接CPU的P2.0;这两根线必须接上拉电阻。WP是写保护线，一般接地，表示允许读写操作。A0、A1是地址线，通过这二根地址线CPU最多可寻址4个AT24C256器件，4个芯片都有固定的地址，分别对应A0、A1为00到11，在此二根地址线上可扩充1～3片AT24C256串行E2PROM存储器。串行E2PROM读写格式和操作时序如图4所示。

图4     串行E2PROM读写格式和操作时序
写数据到AT24C256有字节写和页面写两种方式。在字节写模式下，主器件(单片机) 发送起始信号和从器件(AT24C256)地址信息，在从器件送回应答信号后，主器件发送两个8位地址字节给AT24C256，主器件在收到从器件的应答信号后，再发送数据到被寻址的存储单元。AT24C256再次应答，并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写周期，在内部擦写过程中AT24C256 不再应答主器件的任何请求。页写模式下一次最多可以写入64个字节数据。从AT24C256中读数据有三种方式，即当前地址读、随机读和连续读。如随机读，允许主器件对E2PROM的任意地址进行读操作。分两步进行，首先主器件发起始信号、器件地址和两字节的存储器地址执行一个伪写操作，在 AT24C256应答之后，主器件再发起始信号和器件地址，AT24C256响应并发应答信号，然后输出8位数据，主器件收到数据后发停止信号结束本次操作。连续读可用随机读开始，在收到AT24C256发来的8位数据后，主器件不发停止信号，而发应答信号, AT24C256收到主器件的应答信号后，又传下一个地址的数据，一直进行下去，直到主器件发停止信号为止。

5  程序设计
5.1  单片机主程序流程图
单片机的程序包括:IC卡读/写/密码验证/擦除操作程序，与RC500通信中断处理程序，键盘中断处理程序，与PC机通信中断处理程序，显示程序及存储器读写程序等。读卡器的主程序流程图如图5所示:

图5     读卡器的主程序流程图
5.2  读/写卡程序设计
读写卡过程是一个很复杂的程序执行过程，要执行一系列的操作指令，调用多个C51函数。包括装载密码，询卡，防冲突，选卡，验证密码，读写卡，停卡。这一系列的操作必须按固定的顺序进行。在没有Mifare卡进入射频天线有效范围时，在低5位显示当前时钟，当有Mifare卡进入到射频天线的有效范围，读卡程序验证卡及密码成功后，将卡号和读卡时间及相关数据作为一条记录存入E2PROM存储器中，并在LED显示器高5位上显示卡号。
程序设计采用单片机汇编语言和KeilC51混合编程。看门狗定时器中断服务程序采用汇编语言编写，其它程序采用C语言编写。程序的每一部分按模块化设计成一个文件，单独调试通过后，再在KeilC51环境下加入到工程文件中汇编生成HEX文件，用仿真器进行仿真通过后，写入P89C58BP芯片中脱离仿真器运行。

6  结束语
本文设计的Mifare系列射频卡读写器能够读写多种 Mifare系列射频卡,如Mifare 1 S50、Mifare Light和Mifare Pro等,读写距离在10cm范围内。该读写器操作方便灵活,只要通过计算机串口按规定协议发送命令给它即可完成读卡、写卡、取消和更改密码等操作;也可设置为脱离计算机独立工作方式，必要时再将所存储的记录数据上传到上位机供其处理。本读写器已经实际应用在长沙某非接触式IC卡预付费电度表的售电系统中,系统运行良好、可靠性高。实际应用中证明:此射频卡读写器系统读写非接触式IC卡片迅速、方便、可靠、安全、稳定，深受用户欢迎。有足够的优势取代目前仍使用磁卡和接触式IC卡读写器的应用，具有巨大的市场竞争力和广阔的发展前景。