来源：电子元器件应用 作者：洪生 文浩 舒怀

    引言

    ic智能卡中的接触式卡以及非接触式ic智能射频卡的高度安全保密性。使之在ic卡领域异军突起。特别是在公共交通行业的电子车票、卫生医药中的医疗保险、停车场等封闭式场所管理、身份识别、智能大厦中的电子巡更保安系统等领域中应用前景尤为广阔[1]。

    目前国际上非接触式ic智能射频卡中的主流技术是philips公司的mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare货源和pdf资料">mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare货源和pdf资料">mifare技术．已经被制定为国际标准一is014443 typea标准。本模块采用的国产非接触卡读卡机专用芯片fm1702，正是基于此国际标准。该模块具有体积小、易于嵌入到应用系统中使用的特点。

    1 fm1702sl简介

    fm1702sl是复旦微电子股份有限公司基于is014443标准设计的非接触卡读卡机专用芯片，该芯片采用的是0．6微米cmos eeprom工艺制造．可支持isol4443 typea协议和mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare货源和pdf资料">mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare货源和pdf资料">mifare标准的加密算法。芯片内部集成了模拟调制解调电路。因而只需搭接最少量的外围电路就可以工作。fm1702sl芯片支持spi接口，其数字电路具有ttl、cmos两种电压工作模式。特别适用于iso14443标准下的水、电、煤气表等计费系统的读卡器的应用。该芯片的三路电源都适用于低电压。

    2 非接触读写系统组成

    该系统主要由mcu、fm1702sl、rs232／i2c通信模块、isp在线调试接口和天线组成。系统组成框图如图1所示。用户只需简单地通过选定的uart或iic接口发送命令就可以对卡片进行操作，mcu根据接收到的命令来控制fm1702sl，并由fm1702sl驱动天线对mifare卡进行读写操作。

    系统mcu采用philips增强型单片机lpc931，其可以通过isp在线调试，且运行稳定。射频非接触式ic卡读写模块同时支持iic和uart通讯接口。通过对模块的引脚设置电平可确定模块的通讯端口是iic还是uart。

    3 天线设计[2]

    系统数据存储在无源mifare卡中。读写模块的主要任务是将能量传输给mifare卡。并与之建立通信。天线是非接触式ic卡读写模块的一个重要组成部分，在读写模块和非接触式ic卡通信过程中，天线用于产生能发射和接收射频信号的磁通量．而磁通量用于向卡提供电源并在读写模块和卡片之间传送信息。因此，在设计中要求天线线圈的电流最大，以用于产生最大的磁通量，并要确保有足够的带宽。读写模块的性能与天线的参数有着直接的关系。在对天线的性能进行优化之后。读写模块的读卡距离可以达到10 cm。

    由于fm1702sl的频率是13．56 mhz．属于短波段，因此可以采用小环天线。小环天线有方型、圆形、椭圆型、三角型等，本系统采用的是矩型天线。天线的最大几何尺寸同工作波长之间没有一个严格的界限。一般定义为：

    l／λ≤1／(2π) 　　　(1)

    式中，l是天线的最大尺寸，λ是工作波长。对于13．6 mhz的系统来说，天线的最大尺寸在50cm左右。

    在天线设计中，品质因数q是一个非常重要的参数。对于电感耦合式射频识别系统的读写器天线来说。较高的品质因数值会使天线线圈中的电流强度也较大，由此可改善对卡的