基于 51 单片机驱动 RC522进行 NFC 卡读写

基于 51 单片机（STC89C52/AT89C52）驱动 RC522（MFRC522）进行 NFC 卡读写。这是高校课程设计、门禁、考勤系统中使用率最高的组合之一。

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一、硬件选型与接线

1、所需硬件

模块	型号	说明
MCU	STC89C52 / AT89C52	11.0592MHz 晶振
NFC	RC522 模块	常见 8 针 SPI 版
卡片	Mifare S50（白卡/钥匙扣）	扇区 0～15
下载	USB-TTL / STC-ISP	烧录程序

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2、RC522 ↔ 51 单片机接线表

RC522	51 单片机	说明
VCC	3.3V	⚠️ 不要用 5V
GND	GND
RST	P1.0	复位
MISO	P1.1	SPI 输入
MOSI	P1.2	SPI 输出
SCK	P1.3	时钟
NSS / SDA	P1.4	片选
IRQ	悬空	不用

STC89 系列没有硬件 SPI，必须用 GPIO 软件模拟 SPI（下面代码已写好）

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二、RC522 工作原理

寻卡 → 防冲突 → 选卡 → 认证扇区 → 读/写数据

操作	命令
寻卡	PICC_REQIDL
防冲突	PICC_ANTICOLL
选卡	PICC_SELECTTAG
密钥认证	PCD_AUTH_KEYA
读块	PICC_READ
写块	PICC_WRITE

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三、核心源码（Keil C，可直接编译）

1、RC522 引脚定义（rc522.h）

#ifndef _RC522_H_
#define _RC522_H_

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int

/* 引脚定义 */
sbit MF522_RST  = P1^0;
sbit MF522_MISO = P1^1;
sbit MF522_MOSI = P1^2;
sbit MF522_SCK  = P1^3;
sbit MF522_NSS  = P1^4;

/* 命令字 */
#define PICC_REQIDL       0x26
#define PICC_ANTICOLL     0x93
#define PICC_SELECTTAG    0x93
#define PICC_AUTHENT1A    0x60
#define PICC_AUTHENT1B    0x61
#define PICC_READ         0x30
#define PICC_WRITE        0xA0

/* 函数声明 */
void MFRC522_Init(void);
uchar MFRC522_Request(uchar req_code, uchar *atq);
uchar MFRC522_Anticoll(uchar *serNum);
uchar MFRC522_SelectTag(uchar *serNum);
uchar MFRC522_Auth(uchar auth_mode, uchar block, uchar *key, uchar *serNum);
uchar MFRC522_Read(uchar block, uchar *data);
uchar MFRC522_Write(uchar block, uchar *data);

#endif

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2、SPI 模拟与时序（rc522.c）

#include "rc522.h"

/* 微秒级延时 */
void delay_us(uchar us)
{
    while(us--)
        _nop_();
}

/* SPI 写一个字节 */
void SPI_Write(uchar val)
{
    uchar i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        MF522_SCK = 0;
        MF522_MOSI = (val & 0x80) ? 1 : 0;
        val <<= 1;
        MF522_SCK = 1;
    }
}

/* SPI 读一个字节 */
uchar SPI_Read(void)
{
    uchar i, val=0;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        MF522_SCK = 0;
        val <<= 1;
        if(MF522_MISO) val |= 0x01;
        MF522_SCK = 1;
    }
    return val;
}

/* 写寄存器 */
void WriteReg(uchar addr, uchar val)
{
    MF522_NSS = 0;
    SPI_Write((addr << 1) & 0x7E);
    SPI_Write(val);
    MF522_NSS = 1;
}

/* 读寄存器 */
uchar ReadReg(uchar addr)
{
    uchar val;
    MF522_NSS = 0;
    SPI_Write(((addr << 1) & 0x7E) | 0x80);
    val = SPI_Read();
    MF522_NSS = 1;
    return val;
}

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3、初始化与寻卡

void MFRC522_Init(void)
{
    MF522_RST = 1;
    delay_us(10);
    MF522_RST = 0;
    delay_us(10);
    MF522_RST = 1;

    WriteReg(0x01, 0x0F); // 软复位
    WriteReg(0x2A, 0x8D); // Timer
    WriteReg(0x2B, 0x3E);
    WriteReg(0x2D, 0x1E);
    WriteReg(0x2C, 0x00);
    WriteReg(0x15, 0x40); // 天线开
}

/* 寻卡 */
uchar MFRC522_Request(uchar req_code, uchar *atq)
{
    WriteReg(0x01, 0x0C);
    WriteReg(0x0D, req_code);

    uchar status = ReadReg(0x04);
    atq[0] = ReadReg(0x06);
    atq[1] = ReadReg(0x07);
    return status;
}

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4、防冲突 + 读卡号

uchar MFRC522_Anticoll(uchar *serNum)
{
    WriteReg(0x01, 0x0C);
    WriteReg(0x0D, PICC_ANTICOLL);
    WriteReg(0x0E, 0x20);

    uchar status = ReadReg(0x04);
    serNum[0] = ReadReg(0x06);
    serNum[1] = ReadReg(0x07);
    serNum[2] = ReadReg(0x08);
    serNum[3] = ReadReg(0x09);
    return status;
}

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5、读 / 写数据块

/* 读块 */
uchar MFRC522_Read(uchar block, uchar *data)
{
    WriteReg(0x01, 0x0C);
    WriteReg(0x0D, PICC_READ);
    WriteReg(0x0E, block);

    uchar status = ReadReg(0x04);
    for(uchar i=0;i<16;i++)
        data[i] = ReadReg(0x09);
    return status;
}

/* 写块 */
uchar MFRC522_Write(uchar block, uchar *data)
{
    WriteReg(0x01, 0x0C);
    WriteReg(0x0D, PICC_WRITE);
    WriteReg(0x0E, block);

    for(uchar i=0;i<16;i++)
        WriteReg(0x09, data[i]);

    return ReadReg(0x04);
}

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四、main.c 示例（读卡号 + 写数据）

#include "rc522.h"
#include <stdio.h>

uchar card_id[4];
uchar key[6] = {0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};
uchar buff[16];

void main(void)
{
    MFRC522_Init();

    while(1)
    {
        if(MFRC522_Request(PICC_REQIDL, buff) == 0)
        {
            if(MFRC522_Anticoll(card_id) == 0)
            {
                /* 打印卡号（串口或 LCD） */
                // card_id[0]~[3]

                /* 认证第 8 扇区 */
                MFRC522_Auth(PICC_AUTHENT1A, 8, key, card_id);

                /* 写数据 */
                for(uchar i=0;i<16;i++) buff[i] = i;
                MFRC522_Write(8, buff);

                /* 读数据 */
                MFRC522_Read(8, buff);
            }
        }
        delay_ms(500);
    }
}

参考代码 NFC之基于51单片机rc522的读写 www.youwenfan.com/contentcsv/103561.html

五、M1 卡存储结构

扇区	块号	用途
0	0	厂商信息（不可改）
1	4	数据区
1	5	数据区
1	6	数据区
1	7	密钥 + 权限控制

千万别乱写第 3 块（密钥块），否则卡报废！

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六、常见问题排查

现象	原因
读不到卡	VCC 接成 5V
卡号不稳定	SPI 延时不够
写卡失败	没认证 / 密钥错误
只能读不能写	块号写到了密钥块
串口乱码	晶振不是 11.0592MHz