代码收藏家技术教程 2025-01-30

学习STM32的RFID读写器

STM32是一款广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器系列，而RFID读写器是一种使用射频技术进行数据传输的设备。本文将围绕如何使用STM32来开发RFID读写器展开，包括硬件连接、代码实现等方面。

硬件准备首先，我们需要准备一块STM32开发板，如STM32F103C8T6或STM32F407ZET6。此外，还需要一个RFID读写器模块，如MFRC522，以及一块射频卡。
硬件连接将RFID读写器模块与STM32开发板连接，具体连接方式如下：

RFID模块 VCC -> STM32 3.3V RFID模块 RST -> STM32 PB0 RFID模块 GND -> STM32 GND RFID模块 MISO -> STM32 PA6 RFID模块 MOSI -> STM32 PA7 RFID模块 SCK -> STM32 PA5 RFID模块 NSS -> STM32 PC13 RFID模块 IRQ -> 未连接（不使用）

编写代码在进行代码编写之前，我们需要先了解一下RFID读写器的工作原理。RFID读写器和射频卡之间通过射频信号进行通信，主要包括以下几个步骤：

初始化SPI接口
初始化RFID模块
寻找射频卡
读取射频卡数据
写入射频卡数据

接下来，我们将逐步编写以上功能的代码。

首先，在代码中引入必要的头文件：

#include "stm32f10x.h"
#include "spi.h" // SPI驱动库
#include "mfrc522.h" // RFID模块驱动库

然后，定义一些必要的变量和函数：

SPI_InitTypeDef SPI_InitStruct;
MFRC522_HandleTypeDef MFRC522_Handle;
uint8_t CardID[5]; // 保存射频卡ID

void SPI_Init(void);
void MFRC522_Init(void);
void MFRC522_ReadCardID(void);
void MFRC522_WriteCardID(void);

接下来，实现SPI初始化函数SPI_Init()：

void SPI_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    // 使能SPI1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
    
    // 使能SPI1引脚时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    // 配置SPI1引脚
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 配置NSS引脚
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
    // 初始化SPI1
    SPI_InitStruct.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
    SPI_InitStruct.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
    SPI_InitStruct.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
    SPI_InitStruct.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
    SPI_InitStruct.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
    SPI_InitStruct.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
    SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;
    SPI_InitStruct.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    SPI_InitStruct.SPI_CRCPolynomial = 7;
    SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStruct);
    
    // 使能SPI1
    SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

然后，实现RFID模块初始化函数MFRC522_Init()：

void MFRC522_Init(void)
{
    MFRC522_Handle.spi = SPI1;
    MFRC522_Handle.nss_port = GPIOA;
    MFRC522_Handle.nss_pin = GPIO_Pin_4;
    
    // 初始化MFRC522
    MFRC522_Init(&MFRC522_Handle);
}

接下来，实现读取射频卡ID的函数MFRC522_ReadCardID()：

void MFRC522_ReadCardID(void)
{
    uint8_t status;
    
    // 寻找射频卡
    status = MFRC522_Request(&MFRC522_Handle, PICC_REQIDL, CardID);
    
    if (status == MI_OK) {
        // 读取射频卡ID
        status = MFRC522_AntiCollision(&MFRC522_Handle, CardID);
        
        if (status == MI_OK) {
            // 读取卡片序列号
            printf("Card ID: %02x %02x %02x %02x %02x\r\n", CardID[0], CardID[1], CardID[2], CardID[3], CardID[4]);
        }
    }
}

最后，实现写入射频卡数据的函数MFRC522_WriteCardID()：

void MFRC522_WriteCardID(void)
{
    uint8_t status;
    
    // 寻找射频卡
    status = MFRC522_Request(&MFRC522_Handle, PICC_REQIDL, CardID);
    
    if (status == MI_OK) {
        // 读取射频卡ID
        status = MFRC522_AntiCollision(&MFRC522_Handle, CardID);
        
        if (status == MI_OK) {
            // 写入卡片序列号
            status = MFRC522_Write(&MFRC522_Handle, PICC_MF_AUTH_KEY_A, 4, CardID, 5);
            
            if (status == MI_OK) {
                printf("Write Card ID successful.\r\n");
            } else {
                printf("Write Card ID failed.\r\n");
            }
        }
    }
}

主函数编写在主函数中调用上述函数即可实现RFID读写器的功能。完整的主函数代码如下：

int main(void)
{
    SPI_Init();
    MFRC522_Init();
    
    while (1) {
        // 读取射频卡ID
        MFRC522_ReadCardID();
        
        // 写入射频卡ID
        //MFRC522_WriteCardID();
    }
}