第一次写博客记录下日常开发，最近公司一个项目需要用到NFC模块，所以开始了解NFC相关的一些知识，并在此MARK一下。

 

1、项目背景：

需要一个NFC模块为一个Mifare UltraLight的NFC标签写入一个蓝牙MAC地址，让手持设备接触到NFC标签后可以自动连接一个终端的蓝牙。

2、Mifare UltraLight 介绍：

1、  容量512bit，分为16个page，每个page占4byte

2、  每个page可以通过编程的方式锁定为只读功能

3、  384位(从page4往后)用户读写区域

4、  唯一7字节物理卡号（page0前3个byte加page1）

详细可以百度下Mifare UltraLight卡。

3、模块选型

NFC模块：上百度和淘宝搜索了解，发现PN532模块非常受欢迎、资料十分多并且用途非常广泛，于是淘宝一个回来试试。

单片机：使用比较熟悉和通用的STM32F103VET6。

4、方案设计

因项目设计上希望NFC标签一直贴近NFC模块， 所以通过触发单片机控制NFC模块对标签进行单次烧写。

PN532操作步骤为：

唤醒->寻卡->写卡->读卡并校验数据->锁卡（变成只读）。

5、PN532串口驱动代码

PN532有多种硬件接口的通讯方式，我这边是选择了最简单的串口通讯方式，串口通讯主要是使用PN532手册提供的串口通讯命令。

a. 唤醒命令：

const uint8_t wake_up_buf[] = {0x55,0x55,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,\
0xFF,0x03,0xFD,0xD4,0x14,0x01,0x17,0x00};

 

int WakeUpPN532(t_NFC_Ops *nfc_ops){int ret = nfc_ops->uart_ops->SerialComWrite(wake_up_buf,sizeof(wake_up_buf));return ret;
}

唤醒命令格式固定，所以定义为const直接，发送成功后PN532模块会被唤醒。

b. 寻卡命令：

int FindNFCCard(t_NFC_Ops *nfc_ops){int ret = 0;unsigned char buf[48] = {0};buf[7] = d_FIND_NFCCARD_MAXNUM;buf[8] = E_106K_PROTOCOL;int len = NFC_CmdPackage(FIND_CARD,buf,2);ret = nfc_ops->uart_ops->SerialComWrite(buf,len);memset(buf,0,sizeof(buf));ret = ReadAParseNFCCmd(nfc_ops,FIND_CARD_ACK,buf,d_NFC_RW_TIMEOUT);return ret;
}

d_FIND_NFCCARD_MAXNUM： 为最大寻卡数

E_106K_PROTOCOL： 使用106K协议

FIND_CARD_ACK：寻卡应答

NFC_CmdPackage（）（打包命令到buf，同时计算长度和校验）

ReadAParseNFCCmd（）（读取NFC模块返回数据，检查是否收到期望的命令应答）

发送寻卡命令后，若PN532检测到NFC卡，会返回应答（包含卡ID）。

 ps:具体函数实现可以下载代码进行查看

 

c.写卡命令

int WriteNFCCard_4B(t_NFC_Ops *nfc_ops,int block_num,unsigned char* data_buf,int size){int ret = 0;unsigned char buf[48] = {0};if (size > d_WRITE_MAX_SIZE){printf("write over size\r\n");return -1;}buf[7] = 1;buf[8] = WRITE_4BYTE;buf[9] = (unsigned char)block_num;memcpy(buf+10,data_buf,size);int len = NFC_CmdPackage(CTL_CARD,buf,3+size);ret = nfc_ops->uart_ops->SerialComWrite(buf,len);Print_hex("Send: ",buf,len);memset(buf,0,sizeof(buf));ret = ReadAParseNFCCmd(nfc_ops,RW_DATA_ACK,buf,d_NFC_RW_TIMEOUT);if (ret < 0){return -1;}if (0 == buf[0]){  /* ¼ì²éдÊý¾ÝÊÇ·ñ³É¹¦ */ret = 0;}else{ret = -1;}return ret;
}

PN532模块每个块有4个字节空间，使用串口命令每次只能单块写入（一次写4字节）。

根据块号，数据，数据长度对NFC卡进行数据烧写，每次发送命令写入数据后必须读取返回值确定是否写入成功。

d.读卡命令

int ReadNFCCard_16B(t_NFC_Ops *nfc_ops,uint32_t block_num,uint8_t* data_buf,uint32_t size){int ret = 0;unsigned char buf[64] = {0};if (size > d_READ_MAX_SIZE){printf("read over size\r\n");return -1;}buf[7] = 1;buf[8] = READ_16BYTE;buf[9] = (unsigned char)block_num;int len = NFC_CmdPackage(CTL_CARD,buf,3);ret = nfc_ops->uart_ops->SerialComWrite(buf,len);Print_hex("Send: ",buf,len);memset(buf,0,sizeof(buf));ret = ReadAParseNFCCmd(nfc_ops,RW_DATA_ACK,buf,d_NFC_RW_TIMEOUT);if (ret < 0){return -1;}if (0 == buf[0]){  /* ¼ì²é¶ÁÊý¾ÝÊÇ·ñ³É¹¦ */ret = 0;memcpy(data_buf,buf+1,size);  /* ·µ»Ø¿éÇøÊý¾Ý */}else{ret = -1;}return ret;
}

PN532模块使用串口命令每次读可以连续读4个块（16字节）。

e.锁卡命令

const uint8_t lock_cmd[] = {0x8A,0x48,0xFF,0xFF};

int LockNFCCard(t_NFC_Ops *nfc_ops){int ret = WriteNFCCard(nfc_ops,d_LOCK_ADD,lock_cmd,sizeof(lock_cmd));return ret;
}

d_ LOCK_ADD等于2，Mifare UltraLight卡的块区2的后两个字节可以控制数据区的16个块区变成只读。

6、小结

目前已实现所需功能，不过还有一些不足的地方。如：

1、因PN532和标签隔了产品外壳并且标签比较小，近距离接时没有对得很准不一定能寻找到标签，有时需更加贴近才能寻卡成功。

2、代码方面在烧写标签耗时相对较长（每次发命令都串口阻塞等待100毫秒来获取应答结果）。

关于问题1，看了一下芯片手册没有找到有说明改变NFC灵敏度和功率的寄存器，不知道有没有其他大神知道如何通过更改配置来提高灵敏度。同时笔者目前正在调试PN5180这个高频模块，看能不能更换5180解决灵敏度问题。

PS: 网上有树莓派使用nfc库控制PN532的帖子，本人并未测试验证过，不知道NFC库是否支持更复杂的模块配置，例如可以配置灵敏度之类的方法，若有希望留言指点。

代码地址https://download.csdn.net/download/u012636124/10804862

有需要的可以去下载，初次写文章各种不足和没有说明白的，欢迎指点和交流。