【已验证】STM32驱动RC522_RFID模块实现卡片识别

爱喝纯牛奶的柠檬2026-03-31 13:18

1. 引言

RC522是一款常用的13.56MHz非接触式读写芯片，广泛应用于门禁、考勤、智能交通等领域。它支持ISO14443A/MIFARE协议，可与M1卡、Ultralight卡等通信。这个模块我买了不少时间了，之前帮做智慧宿舍的时候有用到过，用来做卡片识别实现开门，这个模块在大学做课设毕设的时候基本都是用这个模块。

今天咱们一起来驱动这个模块，实现卡片识别，一般买这个模块都会配套送两个卡片，咱们就用这两个卡片来做测试。

2. 硬件连接

RC522模块引脚定义与STM32连接如下：

RC522引脚 STM32F103C8T6 说明
SDA (NSS) PA3 片选，软件控制
SCK PA5 SPI时钟
MOSI PA7 主出从入
MISO PA6 主入从出
RST PA2 复位（低电平复位）
IRQ 不接 中断输出（本例未用）
3.3V 3.3V 供电，需稳定
GND GND 共地

注意：RC522模块电流可达50mA，建议单独供电或确保3.3V稳压器输出能力足够。

3. CubeMX配置

使用STM32CubeMX生成初始化代码，关键配置如下：

  • RCC：高速外部时钟（HSE）使能，系统时钟配置为72MHz。

  • GPIO：

    • PA3（NSS）、PA2（RST）设为推挽输出。

    • PA5（SCK）、PA7（MOSI）设为推挽输出。

    • PA6（MISO）设为输入浮空。

  • USART1（可选）：用于打印调试信息，配置为异步模式，波特率115200。

4. 驱动核心代码解析

驱动采用软件模拟SPI，便于移植。以下仅展示关键函数。

4.1 引脚宏定义（rc522_hal.h）

复制代码 
// 引脚定义（可根据实际连接修改）
#define RC522_CS_PORT       GPIOA
#define RC522_CS_PIN        GPIO_PIN_3
#define RC522_SCK_PORT      GPIOA
#define RC522_SCK_PIN       GPIO_PIN_5
#define RC522_MOSI_PORT     GPIOA
#define RC522_MOSI_PIN      GPIO_PIN_7
#define RC522_MISO_PORT     GPIOA
#define RC522_MISO_PIN      GPIO_PIN_6
#define RC522_RST_PORT      GPIOA
#define RC522_RST_PIN       GPIO_PIN_2

// 片选控制宏
#define RC522_CS_ENABLE()   HAL_GPIO_WritePin(RC522_CS_PORT, RC522_CS_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define RC522_CS_DISABLE()  HAL_GPIO_WritePin(RC522_CS_PORT, RC522_CS_PIN, GPIO_PIN_SET)

// 复位控制宏
#define RC522_RST_ENABLE()  HAL_GPIO_WritePin(RC522_RST_PORT, RC522_RST_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define RC522_RST_DISABLE() HAL_GPIO_WritePin(RC522_RST_PORT, RC522_RST_PIN, GPIO_PIN_SET)

// 软件SPI控制宏
#define RC522_SCK_HIGH()    HAL_GPIO_WritePin(RC522_SCK_PORT, RC522_SCK_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define RC522_SCK_LOW()     HAL_GPIO_WritePin(RC522_SCK_PORT, RC522_SCK_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define RC522_MOSI_HIGH()   HAL_GPIO_WritePin(RC522_MOSI_PORT, RC522_MOSI_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define RC522_MOSI_LOW()    HAL_GPIO_WritePin(RC522_MOSI_PORT, RC522_MOSI_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define RC522_MISO_READ()   HAL_GPIO_ReadPin(RC522_MISO_PORT, RC522_MISO_PIN)

4.2 微秒延时函数

软件SPI需要微秒级延时，这里使用简单的空循环实现（实际项目可根据系统时钟精确调整）。

复制代码 
void Delay_us(uint32_t us) {
    uint32_t i;
    for (i = 0; i < us * 8; i++) {
        __NOP();
    }
}

4.3 寄存器读写（rc522_hal.c）

通过软件SPI完成RC522寄存器的读写。

复制代码 
/* 写寄存器 */
static void WriteRawRC(uint8_t ucAddress, uint8_t ucValue) {
    uint8_t ucAddr = (ucAddress << 1) & 0x7E; // 写地址：最高位0
    RC522_CS_ENABLE();
    SPI_RC522_SendByte(ucAddr);
    SPI_RC522_SendByte(ucValue);
    RC522_CS_DISABLE();
}

/* 读寄存器 */
static uint8_t ReadRawRC(uint8_t ucAddress) {
    uint8_t ucAddr = ((ucAddress << 1) & 0x7E) | 0x80; // 读地址：最高位1
    uint8_t ucReturn;
    RC522_CS_ENABLE();
    SPI_RC522_SendByte(ucAddr);
    ucReturn = SPI_RC522_ReadByte();
    RC522_CS_DISABLE();
    return ucReturn;
}

4.4 RC522初始化

复制代码 
void RC522_Init(void) {
    RC522_GPIO_Init();          // 初始化GPIO
    RC522_RST_DISABLE();        // 释放复位
    RC522_CS_DISABLE();         // 片选无效

    PcdReset();                 // 复位RC522
    M500PcdConfigISOType('A');  // 配置ISO14443_A
}

void PcdReset(void) {
    RC522_RST_DISABLE();
    Delay_us(1);
    RC522_RST_ENABLE();
    Delay_us(1);
    RC522_RST_DISABLE();
    Delay_us(1);

    WriteRawRC(CommandReg, 0x0F);                 // 软复位
    while (ReadRawRC(CommandReg) & 0x10);         // 等待复位完成
    Delay_us(1);

    WriteRawRC(ModeReg, 0x3D);                    // 设置CRC初值0x6363
    WriteRawRC(TReloadRegL, 30);
    WriteRawRC(TReloadRegH, 0);
    WriteRawRC(TModeReg, 0x8D);
    WriteRawRC(TPrescalerReg, 0x3E);
    WriteRawRC(TxAutoReg, 0x40);                  // 调制发送信号100%ASK
}

4.5 寻卡与防冲突

复制代码 
/* 寻卡：获取ATQA */
char PcdRequest(uint8_t req_code, uint8_t *pTagType) {
    char cStatus;
    uint8_t ucComBuf[MAXRLEN];
    uint32_t ulLen;

    ClearBitMask(Status2Reg, 0x08);
    WriteRawRC(BitFramingReg, 0x07);
    SetBitMask(TxControlReg, 0x03);

    ucComBuf[0] = req_code;
    cStatus = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE, ucComBuf, 1, ucComBuf, &ulLen);

    if ((cStatus == MI_OK) && (ulLen == 0x10)) {
        *pTagType = ucComBuf[0];
        *(pTagType + 1) = ucComBuf[1];
    } else {
        cStatus = MI_ERR;
    }
    return cStatus;
}

/* 防冲突：获取UID */
char PcdAnticoll(uint8_t *pSnr) {
    char cStatus;
    uint8_t uc, ucSnr_check = 0;
    uint8_t ucComBuf[MAXRLEN];
    uint32_t ulLen;

    ClearBitMask(Status2Reg, 0x08);
    WriteRawRC(BitFramingReg, 0x00);
    ClearBitMask(CollReg, 0x80);

    ucComBuf[0] = 0x93;
    ucComBuf[1] = 0x20;
    cStatus = PcdComMF522(PCD_TRANSCEIVE, ucComBuf, 2, ucComBuf, &ulLen);

    if (cStatus == MI_OK) {
        for (uc = 0; uc < 4; uc++) {
            *(pSnr + uc) = ucComBuf[uc];
            ucSnr_check ^= ucComBuf[uc];
        }
        if (ucSnr_check != ucComBuf[uc])
            cStatus = MI_ERR;
    }
    SetBitMask(CollReg, 0x80);
    return cStatus;
}

4.6 与卡片通信核心函数

PcdComMF522 负责发送命令并接收响应，包含超时和错误处理。

复制代码 
static char PcdComMF522(uint8_t ucCommand, uint8_t *pInData, uint8_t ucInLenByte,
                        uint8_t *pOutData, uint32_t *pOutLenBit) {
    char cStatus = MI_ERR;
    uint8_t ucIrqEn = 0x00;
    uint8_t ucWaitFor = 0x00;
    uint8_t ucLastBits;
    uint8_t ucN;
    uint32_t ul;

    // 根据命令配置中断使能
    switch (ucCommand) {
        case PCD_AUTHENT:
            ucIrqEn = 0x12;
            ucWaitFor = 0x10;
            break;
        case PCD_TRANSCEIVE:
            ucIrqEn = 0x77;
            ucWaitFor = 0x30;
            break;
        default:
            break;
    }

    WriteRawRC(ComIEnReg, ucIrqEn | 0x80);   // 允许中断
    ClearBitMask(ComIrqReg, 0x80);           // 清除中断标志
    WriteRawRC(CommandReg, PCD_IDLE);        // 空闲
    SetBitMask(FIFOLevelReg, 0x80);          // 清FIFO

    // 写入发送数据
    for (ul = 0; ul < ucInLenByte; ul++)
        WriteRawRC(FIFODataReg, pInData[ul]);

    WriteRawRC(CommandReg, ucCommand);
    if (ucCommand == PCD_TRANSCEIVE)
        SetBitMask(BitFramingReg, 0x80);     // 启动发送

    // 等待命令完成
    ul = 1000;
    do {
        ucN = ReadRawRC(ComIrqReg);
        ul--;
    } while ((ul != 0) && !(ucN & 0x01) && !(ucN & ucWaitFor));

    ClearBitMask(BitFramingReg, 0x80);

    if (ul != 0) {
        // 检查错误寄存器
        if (!(ReadRawRC(ErrorReg) & 0x1B)) {
            cStatus = MI_OK;
            if (ucN & ucIrqEn & 0x01)
                cStatus = MI_NOTAGERR;
            if (ucCommand == PCD_TRANSCEIVE) {
                // 读取接收数据
                ucN = ReadRawRC(FIFOLevelReg);
                ucLastBits = ReadRawRC(ControlReg) & 0x07;
                if (ucLastBits)
                    *pOutLenBit = (ucN - 1) * 8 + ucLastBits;
                else
                    *pOutLenBit = ucN * 8;
                if (ucN == 0) ucN = 1;
                if (ucN > MAXRLEN) ucN = MAXRLEN;
                for (ul = 0; ul < ucN; ul++)
                    pOutData[ul] = ReadRawRC(FIFODataReg);
            }
        } else {
            cStatus = MI_ERR;
        }
    }
    SetBitMask(ControlReg, 0x80);            // 停止定时器
    WriteRawRC(CommandReg, PCD_IDLE);
    return cStatus;
}

5. 测试例程

在main.c中实现循环读取卡片UID，并通过串口打印。

复制代码 
#include "rc522_hal.h"
#include <stdio.h>

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

    RC522_Init();
    printf("RC522 Ready\r\n");

    uint8_t uid[4];
    uint8_t tagType[2];

    while (1) {
        if (PcdRequest(PICC_REQALL, tagType) == MI_OK) {
            if (PcdAnticoll(uid) == MI_OK) {
                printf("Card UID: %02X %02X %02X %02X\r\n",
                       uid[0], uid[1], uid[2], uid[3]);
                PcdSelect(uid);   // 选卡后卡片休眠
                PcdHalt();
            }
        }
        HAL_Delay(500);
    }
}

6. 常见问题与解决

现象 可能原因 解决方法
版本寄存器读取为0x00/0xFF SPI通信失败 检查引脚连接、延时函数是否准确、电源是否稳定
寻卡失败（始终返回MI_ERR） 天线未开启、卡片距离太远 确认TxControlReg低两位为1，将卡片贴近天线
读取UID偶尔成功 时序问题、电源噪声 适当增加Delay_us延时值，电源并联10μF+0.1μF电容
某些卡片（如Mifare Plus）无法读取 协议不兼容 此类卡片可能需要额外命令进入MIFARE兼容模式，或更换标准M1卡测试
认证失败（密钥错误） 非默认密钥或扇区已被锁 使用正确密钥，或先测试默认密钥（0xFF×6）

7. 测试结果

需要参考代码，请联系我哈

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