非接觸式IC卡又稱射頻卡，由IC芯片、感應天線組成，封裝在一個標準的PVC卡片內，芯片及天線無任何外露部分。是世界上最近幾年發展起來的一項新技術，它成功的將射頻識別技術和IC卡技術結合起來，結束了無源（卡中無電源）和免接觸這一難題，是電子器件領域的一大突破。卡片在一定距離范圍（通常為5-10mm）靠近讀寫器表面，通過無線電波的傳遞來完成數據的讀寫操作。

1 PicoRead RF的特點

PicoRead RF芯片為一款標準的13.56 MHz非接觸讀卡芯片，采用該芯片設計的非接觸讀卡器滿足ISO14443,ISO15693,Sony Felica等協議，它支持非接觸卡片（或者非接觸標簽）發送數據和能量，并從非接觸卡片（或者非接觸標簽）中獲取相關數據。

PicoRead RF芯片可支持ISO15693規范，ISO14443 TypeA,TrypeB規范，Sony Felica協議，以及其他的傳輸速度為26~848 kB/s的非接觸協議；持SPI協議和并口傳輸協議；其操作距離可達10 cm,并具有卡檢測和感應區載波信號檢測機制，實行1 Byte-2級FIFO管理，非常適用于NFC手機之類的應用場合，以及PayPass讀卡器的設計。

2 PiCORead RF的硬件設計與工作原理

非接觸IC卡與讀卡器之間數據傳輸的過程和原理如下：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與本身的器件一起產生瞬間能量來供給芯片工作；另一部分則是指令和數據信號，指揮芯片完成數據的讀取、修改、儲存等，并返回信號給讀卡器完成一次讀寫操作。

文中所設計的IC卡讀卡器由微控制器（MCU）、射頻發射和接收處理單元、接口電路、時鐘電路、液晶顯示（LCD）模塊、時鐘以及存儲器組成。本設計采用PicoRead RF芯片作為讀卡器中的射頻發射和接收處理單元讀寫芯片。結構如圖1所示。

讀卡器中的微控制器為主控制單元。PicoReadRF芯片作為讀卡器中的射頻發射和接收處理單元讀寫芯片。它是微控制器與非接觸式IC卡之間的"橋梁",通過高頻天線發射出去；另一方面接收來自IC卡的應答信息，并將其解調成數字信號傳給微控制器，實現微控制器與IC卡之間的雙向通信。

接口電路是微控制器與PC機之間的通信"橋梁",可以實現讀卡器和PC機之間的串行或并行通信。時鐘電路為系統提供實時時鐘，液晶顯示模塊平時顯示時間，讀卡時顯示所讀到的內容。上述幾個模塊以邏輯設計配合，通過程序控制完成對非接觸式IC卡的讀寫。

3 PiCORead RF的軟件設計

PicoRead RF應用于非接觸支付環境時，大致的控制流程，如圖3所示。

PicoRead RF的軟件設計和指令控制分以下3個階段：

（1）寄存器構造階段（Configuration Mode），主要完成系統的初始化。當卡片靠近讀卡器表面時，讀卡器發出電源信號，此時芯片進入寄存器構造階段：主要完成芯片復位、初始化以及本次交易所使用非接觸協議的相關參數配置，以實現對應的非接觸通信協議。相應參數設置成功后，讀卡器的液晶屏會顯示"系統初始化成功".

（2）數據發送階段（Emission），當成功進行初始化之后，讀卡器識別出在作用范圍內有IC卡的存在，通過微控制器發出控制指令，將芯片設置為數據發送模式。微控制器會發出指令判斷是否有多余數據，若有，則重復上述操作，繼續傳輸，若無，則進入數據接收階段。在數據發送階段，除完成幀數據的發送以外，還需對相關奇偶位、CRC校驗值進行配置。

（3）數據接收階段（Reception），微控制器發出控制指令，將芯片設置為數據接收模式，并指揮芯片完成數據的接收，接收完畢，返回信號給讀卡器完成一次讀寫操作。數據接收階段除完成幀數據的接收以外，還會進行奇偶校驗和CRC校驗。

4 結束語

對PicoRead RF的特點和應用進行了描述，并就如何在硬件和軟件上實現PicoRead RF的非接觸應用做了介紹。Inside Contactless公司推出的這款非接觸芯片性能穩定、支持的非接觸協議多，同時較其他的非接觸芯片在價格上有一定的優勢，因此在設計非接觸讀卡設備（NFC手機、PayPass讀卡器等）時是一種較好的選擇。