M1卡介绍

• 容量为8K位EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，带电可擦可编程只读存储器)

• 分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位

• 每个扇区有独立的一组密码及访问控制

• 每张卡有唯一序列号，为32位

• 具有防冲突机制，支持多卡操作

• 无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路

• 数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次

• 工作温度：-20℃~50℃(温度为90%)

• 工作频率：13.56MHZ

• 通信速率：106KBPS

• 读写距离：10mm以内（与读写器有关）

1、M1卡分为16个扇区，每个扇区4块（块0～3），共64块，按块号编址为0～63。第0扇区的块0（即绝对地址0块）用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。其他各扇区的块0、块1、块2为数据块，用于存贮数据；块3为控制块，存放密码A、存取控制、密码B。每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存贮结构如下表所示：

2、第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。

3、每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存贮数据。

  数据块可作两种应用：

  用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。

  用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。

4、每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下：

5、每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区中的每个块（包括数据块和控制块）的存取条件是由密码和存取控制共同决定的，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下：

表：控制位定义"CXxy" (x=0～15扇区； y=块0，块1，块2)

例如C1x0中的C代码这是控制位，1代表第一位，0代表是块0的控制位。

三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中，决定了该块的访问权限（如进行减值操作必须验证KEY A，进行加值操作必须验证KEY B，等等）。三个控制位在存取控制字节中的位置

表：三个控制位在存取控制字节中的位置(注：" _b" 表示取反)

以块0为例,对块0的控制：

( 注： C10_b表示C10取反 )

存取控制（4字节，其中字节9为备用字节）结构如下所示：

( 注： _b表示取反 )

6、数据块（块0、块1、块2）的存取控制如下：

（KeyA|B 表示密码A或密码B，Never表示任何条件下不能实现）

例如：当块0的存取控制位C10 C20 C30=1 0 0时，验证密码A或密码B正确后可读；验证密码B正确后可写；不能进行加值、减值操作。

7、控制块（块3）的存取控制与数据块（块0、1、2）不同，它的存取控制如下：

例如：当块3的存取控制位C13 C23 C33=1 0 0时，表示：

密码A：不可读，验证KEYB正确后可写（更改）。

存取控制：不可写，验证KEYA或KEYB正确后可读。

密码B：不可读，验证KEYB正确后可写。

工作原理

卡片的电气部分只由一个天线和ASIC(Application Specific Integrated Circuit)组成。

天线：卡片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到IS0卡片中。

ASIC：卡片的ASIC由一个高速（106KB波特率）的RF接口，一个控制单元和一个8K位EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，带电可擦可编程只读存储器)组成。

工作原理：读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与讯写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。

M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，当有卡片进入读写器的操作范围时，读写器以特定的协议与它通讯，从而确定该卡是否为M1射频卡，即验证卡片的卡型。

防冲突机制 (Anticollision Loop)

当有多张卡进入读写器操作范围时，防冲突机制会从其中选择一张进行操作，未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡，该过程会返回被选卡的序列号。

选择卡片(Select Tag)

选择被选中的卡的序列号，并同时返回卡的容量代码。

三次互相确认(3 Pass Authentication)

选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。（在选择另一扇区时，则必须进行另一扇区密码校验。）

对数据块的操作

读 (Read)：读一个块；

写 (Write）：写一个块；

加（Increment）：对数值块进行加值；

减（Decrement）：对数值块进行减值；

存储（Restore）：将块中的内容存到数据寄存器中；

传输（Transfer）：将数据寄存器中的内容写入块中；

中止（Halt）：将卡置于暂停工作状态；

连接读写器→寻卡→识别卡（获取卡序列号）→从多卡中选一张卡→向卡中缓冲区装载密码→验证密码→进行读写→关闭连接

即（代码说明）

Open_USB→rf_request→rf_anticoll→rf_select→rf_load_key→rf_authentication→(/a_hex)→rf_read/rf_write→(hex_a)→Close_USB

如果概括来说的话，主要也就四部分：开关连接、寻卡、验证密码、读取。

基本操作规则

（1）程序开始，调用rf_init函数初始化串口。

（2）寻卡，调用rf_card；

        相当于连续调用三个函数：

 　　 rf_request

　　  rf_anticoll

 　    rf_select

 　　 注：调用高级函数对卡进行操作时，无需此步骤。

（3）对单个扇区操作，顺次执行A～D；

 　　 对多个扇区操作，循环执行A～E；

 　　 A、选定要操作的扇区；

 　　 B、装载密码，调用rf_load_key；

　　  C、验证密码，调用rf_authentication；

　　  D、进行操作，包括读写及值操作。

　　  E、调用rf_halt。

（4）关闭串口，调用rf_exit。程序正常退出或因错误退出之前，要使用函数；否则再次执行初始化串口时将出错。

M1卡功能模式

1.寻卡模式：

寻卡模式分三种情况：IDLE模式、ALL模式及指定卡模式（0，1，2 均是int类型，是方法参数，下同）。

     0——表示IDLE模式，一次只对一张卡操作；

     1——表示ALL模式，一次可对多张卡操作；

     2——表示指定卡模式，只对序列号等于snr的卡操作（高级函数才有）【不常用】

也就是说，我们一次也可以同时操作多张卡。

对于多卡操作，其实际真正执行操作的还是一张卡。读写器能识别多张卡的序列号（但注意识别出的顺序是不定的，并且最多也就能识别4张卡，因为卡叠放的厚度太厚，会超出读写器的识别范围），并一一进行操作。

所以由此看出，多卡操作的意义并不大。但我建议大家还是设置为1好了。

2.密码验证模式：

     0——KEYSET0的KEYA

     4——KEYSET0的KEYB

M1卡可以在验证密码时选择密码类型（A/B）。【其实M1卡有3套密码（KEYSET0、KEYSET1、KEYSET2），共6个密码（用0～2、4～6来表示这六个密码），目的是为了适应不同读写器。而这里我们用的是KEYSET0的2个密码】

 M1卡密码机制

这可以说是M1卡的精髓了，也是M1卡最为复杂的地方，希望大家耐心看完。

（请先看明白M1卡结构）如上所说，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,它们的定义如下：

     块0：   C10   C20   C30

     块1：   C11   C21   C31

     块2：   C12   C22   C32

     块3：   C13   C23   C33

一个扇区的三个数据块，我们可以利用密码机制对它们分别进行权限控制。数据块（块0、块1、块2）的存取控制如下：

例如：当块0的存取控制位C10 C20 C30=100时，验证密码A或密码B正确后可读；验证密码B正确后可写；不能进行加值、减值操作。

那么M1卡修改密码的方法是rf_changeb3

参数：

     icdev：通讯设备标识符

     _SecNr：扇区号（0～15）

     _KeyA：密码A

     _B0：块0控制字，低3位（D2D1D0）对应C10、C20、C30

     _B1：块1控制字，低3位（D2D1D0）对应C11、C21、C31

     _B2：块2控制字，低3位（D2D1D0）对应C12、C22、C32

     _B3：块3控制字，低3位（D2D1D0）对应C13、C23、C33

     _Bk：保留参数，取值为0

     _KeyB：密码B

返 回：成功则返回 0

由上我们看出_B0、_B1、_B2、_B3分别控制块0、块1、块2、块3。

由图我们可知_B0、_B1、_B2的可取值为 0、10、100、110、1、11、101、111。

这里大家一定要注意一点：

不能装载密码到M1卡某一扇区后再更改那扇区的密码（最好连接完读写器后直接更改密码），否则更改密码会失败而冻结扇区。如果不慎这样了，解决的办法是完成一次读写操作，再更改密码。

控制块（块3）的存取控制与数据块（块0、1、2）不同，它的存取控制如下：

_B3的取值与_B0相同。

存取控制举例