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发表于: 2022-3-30 17:53:13 | 显示全部楼层

在本篇文章中，我们将在三种模式下（UART、I2C和SPI）将PN532 NFC RFID模块与Arduino开发板连接。 PN532是一种NFC RFID模块，在移动支付方面很受欢迎，并且可以用作智能手机中与其他通信的工具。它可以嵌入到模块中，以便与您的Arduino项目轻松融合。

RC522模块无疑是Arduino项目中最著名的RFID模块。但PN532 NFC RFID读卡器与RC522相比具有一定的优势，尤其是在通信选项方面。在本文中，我们将看到如何根据UART、SPI和I2C 的不同通信方式将PN532 NFC RFID模块与Arduino开发板一起使用。文章末尾处我们还将在0.96英寸的OLED屏上显示NFC卡的UID。

所需的组件

● Arduino Nano开发板

● PN532 NFC RFID模块

● 0.96寸I2C OLED显示屏

● 连接跳线

● 面包板

NFC简介

在了解PN532之前，让我们先了解一下什么是 NFC 技术以及它是如何工作的。

什么是NFC？

近场通信 (NFC) ，全称是Near Field Communication，是一种基于射频识别 (RFID) 的技术标准，可以在短距离内以无线方式传输信息。

NFC技术使得交易、交换数字内容和通过触摸连接电子设备变得更加简单，从而使全球消费者的生活更轻松、更方便。 NFC与全球已部署的数亿张非接触式卡和读卡器兼容。

NFC是如何工作的？

NFC根据电感耦合原理运行，至少是对于短距离实施而言。这主要涉及读卡器设备通过电流穿过线圈来产生磁场。

当标签（带有自己的线圈）被放置到附近时，该磁场会在标签内感应出电流——没有任何电线，甚至没有物理接触。然后，一旦初始握手完成，标签上存储的任何数据都会无线传输到读卡器。

RFID和NFC之间的区别

RFID和NFC之间的主要区别在于它们的传输范围。 RFID通常用于更长的距离。例如，一些地区通过RFID自动收取道路通行费。如果RFID标签配备电源，则可以在更远的距离上进行通信。

然而，NFC的最大范围最多只有几厘米。在大多数与智能手机相关的应用程序中，您会发现该软件只有在接触的情况下才会启动通信。 NFC设备可以充当读卡器或标签。这种双向功能允许您将一个硬件（例如您的智能手机）用于各种不同的应用程序。

NFC的主要应用

● 移动支付； Apple Pay NFC、谷歌钱包

● 点击配对；只需轻按即可配对蓝牙设备，无需手动输入

● 在实体产品中嵌入数字体验； NFC的小尺寸使其能够嵌入到物理产品中，从而在交互时提供独特的体验

● 安全

● 密码替换

● 产品认证

PN532 NFC模块

PN532是NXP公司推出的NFC控制器，基于80C51微控制器，可实现13.56 MHz的非接触式通信。此外，对MIFARE Classic 1K/MIFARE Classic 4K卡的支持允许双向传输速度高达424 kbit/s。

PN532 NFC 模块

它带有40 Kb的ROM和1Kb的RAM，并且可以用于模拟ISO14443卡。 ISO/IEC 14443系列标准描述了用于国际交换的身份证或对象的参数。

PN532 NFC模块的主要特点：

● 基于具有40 KB的ROM和1 KB的RAM的80C51微控制器内核

● 高度集成的解调器和解码器

● 集成射频电平检测器

● 支持 ISO/IEC 14443A/MIFARE

● 支持 ISO/IEC 14443B（仅限读写器模式）

● 在读卡器/写卡器模式下工作距离可达50毫米，用于与ISO/IEC 14443A/MIFARE、ISO/IEC 14443B 或 FeliCa 卡通信

● NFCIP-1 的工作距离可达50毫米，具体取决于天线尺寸、调谐和电源

● ISO/IEC 14443A/MIFARE 或 FeliCa 卡仿真模式下的操作距离约为 100mm

● 可以使用外部模拟组件在 424 kbit/s 以上的RF接口上进行通信

● 专用主机中断

● 低功耗模式

● 可编程定时器

● 晶振

● 2.7 至 5.5 V 电源工作范围

通信模式的选择

PN532 NFC模块的一大优势是它可以使用不同的协议与Arduino进行通信，例如UART、I2C或SPI。这些不同的协议使用微控制器的特定引脚和库。

PN532 I2C SPI UART

要选择通信模式，必须使用拨码开关（0-Low，1-High）配置 PN532：

	SEL0	SEL1
UART	0	0
SPI	0	1
I2C	1	0

NFC RFID卡

NFC标签与任何其他RFID标签一样通过无线电波进行通信。两个设备——NFC 标签和NFC读卡器以NFC数据交换格式交换信息。 NFC标签可能是您的ATM卡、旅行卡、地铁卡或其他卡。

NFC 标签

NFC标签发送无线电波以激活接收设备中的天线。接收方验证信息以完成信息交换。该技术可以在非常短的距离内工作——大约 4 英寸。 NFC标签无需电池即可工作，并且从其他设备（例如智能手机）获取电力。

电梯直达

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风筝

发表于: 2022-3-31 14:39:19 | 显示全部楼层

沙发

使用UART模式将PN532与Arduino连接

让我们首先通过UART串行通信方式读取NFC数据。如下图所示将PN532连接到Arduino开发板。 GND、VCC、Tx和Rx引脚标记在模块的背面。

PN532连接到Arduino开发板的方式

● GND（接地）<-> GND

● Vcc（电源）<-> 5V

● Tx <-> D3

● Rx <-> D2

PN532有多种不同的通信模式，因此必须在每种情况下使用正确的库。支持所有通信协议的库是PN532 Elechouse库。下载zip文件夹并解压缩所有库，然后将其添加到Arduino库文件夹中。

在UART通信模式下，使用以下库。

1. PN532_HSU库

2. PN532_SWHSU库

复制以下代码并将其上传到 Arduino 板。

#include <SoftwareSerial.h>
#include <PN532_SWHSU.h>
#include <PN532.h>
SoftwareSerial SWSerial( 3, 2 ); // RX, TX
PN532_SWHSU pn532swhsu( SWSerial );
PN532 nfc( pn532swhsu );
String tagId = "None", dispTag = "None";
byte nuidPICC[4];
void setup(void)
{
Serial.begin(115200);
Serial.println("Hello Maker!");
// Serial2.begin(115200, SERIAL_8N1, RXD2, TXD2);
nfc.begin();
uint32_t versiondata = nfc.getFirmwareVersion();
if (! versiondata)
{
Serial.print("Didn't Find PN53x Module");
while (1); // Halt
}
// Got valid data, print it out!
Serial.print("Found chip PN5");
Serial.println((versiondata >> 24) & 0xFF, HEX);
Serial.print("Firmware ver. ");
Serial.print((versiondata >> 16) & 0xFF, DEC);
Serial.print('.');
Serial.println((versiondata >> 8) & 0xFF, DEC);
// Configure board to read RFID tags
nfc.SAMConfig();
//Serial.println("Waiting for an ISO14443A Card ...");
}
void loop()
{
readNFC();
}
void readNFC()
{
boolean success;
uint8_t uid[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }; // Buffer to store the returned UID
uint8_t uidLength; // Length of the UID (4 or 7 bytes depending on ISO14443A card type)
success = nfc.readPassiveTargetID(PN532_MIFARE_ISO14443A, &uid[0], &uidLength);
if (success)
{
Serial.print("UID Length: ");
Serial.print(uidLength, DEC);
Serial.println(" bytes");
Serial.print("UID Value: ");
for (uint8_t i = 0; i < uidLength; i++)
{
nuidPICC[i] = uid[i];
Serial.print(" "); Serial.print(uid[i], DEC);
}
Serial.println();
tagId = tagToString(nuidPICC);
dispTag = tagId;
Serial.print(F("tagId is : "));
Serial.println(tagId);
Serial.println("");
delay(1000); // 1 second halt
}
else
{
// PN532 probably timed out waiting for a card
Serial.println("Timed out! Waiting for a card...");
}
}
String tagToString(byte id[4])
{
String tagId = "";
for (byte i = 0; i < 4; i++)
{
if (i < 3) tagId += String(id[i]) + ".";
else tagId += String(id[i]);
}
return tagId;
}

复制代码

上传代码后，您可以打开串口监视器，然后将一些NFC卡靠近PN532，开始测试模块。

在高速UART模式下，芯片只能读取4个字节的数据。模块无法从NFC卡读取7个字节的数据。

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风筝

发表于: 2022-3-31 14:59:01 | 显示全部楼层

板凳

使用I2C模式将PN532与Arduino连接

现在让我们使用I2C模式读取NFC数据。如下图所示将PN532连接到Arduino开发板。

PN532与Arduino开发板的连接方式：

● GND（接地）<-> GND

● VCC（电源）<-> 5V

● SDA（数据）<-> A4

● SCL（时钟）<-> A5

使用I2X模式进行通讯时，首先下载载PN532_I2C库并将其添加到库文件夹中。

复制以下代码并将其上传到Arduino开发板。

#include <Wire.h>
#include <PN532_I2C.h>
#include <PN532.h>
#include <NfcAdapter.h>
PN532_I2C pn532_i2c(Wire);
NfcAdapter nfc = NfcAdapter(pn532_i2c);
String tagId = "None";
byte nuidPICC[4];
void setup(void)
{
Serial.begin(115200);
Serial.println("System initialized");
nfc.begin();
}
void loop()
{
readNFC();
}
void readNFC()
{
if (nfc.tagPresent())
{
NfcTag tag = nfc.read();
tag.print();
tagId = tag.getUidString();
}
delay(5000);
}

复制代码

上传代码后，您可以打开串口监视器，然后将一些NFC卡靠近PN532来测试模块。在I2C模式下，芯片能够从不同的NFC标签读取4字节和7字节的数据。

使用SPI模式将PN532与Arduino连接

现在让我们使用SPI模式读取NFC数据。在SPI模式下，需要连接多根导线。如下图所示将PN532连接到Arduino。

PN532与Arduino开发板的连接方式：

● VCC（电源）<-> 5V

● RST（复位）<-> 9

● GND（接地）<-> GND

● MISO（主输入从输出）<-> 11

● MOSI（主输出从输入）<-> 12

● SCK（串行时钟）<-> 13

● SS（从机选择）<-> 10

在使用SPI模式进行通信时，首先下载PN532_SPI库并将其添加到库文件夹中。

复制以下代码并将其上传到Arduino开发板。

// for SPI Communication
#include <SPI.h>
#include <PN532_SPI.h>
#include <PN532.h>
#include <NfcAdapter.h>
PN532_SPI interface(SPI, 10); // create a PN532 SPI interface with the SPI CS terminal located at digital pin 10
NfcAdapter nfc = NfcAdapter(interface); // create an NFC adapter object
String tagId = "None";
void setup(void)
{
Serial.begin(115200);
Serial.println("System initialized");
nfc.begin();
}
void loop()
{
readNFC();
}
void readNFC()
{
if (nfc.tagPresent())
{
NfcTag tag = nfc.read();
tag.print();
tagId = tag.getUidString();
}
delay(5000);
}

复制代码

4 字节和7字节NFC卡在SPI模式下也能正常工作。

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风筝

发表于: 2022-3-31 15:13:29 | 显示全部楼层

地板

使用OLED显示屏制作便携式NFC扫描仪

我们可以使用PN532和Arduino开发板制作一个便携式NFC扫描仪模块。为了显示数据，我们可以在电路中添加一个0.96寸I2C OLED显示屏，如下图所示。

根据电路图将PN532模块和OLED显示屏连接到Arduino开发板。

对于这个便携式NFC扫描仪，我们没有使用上面的库。而是采用了最新的Adafruit PN532库。该库是为Adafruit PN532 NFC/RFID分线板编写的，仅支持I2C或SPI模式下与Arduino UNO/Nano开发板一起使用。

除此之外，我们还需要一些其他库。下载以下库并通过库管理器将它们添加到Arduino IDE：

1. Adafruit PN532 库

2. Adafruit GFX 库

3. SSD1306 OLED库

复制以下代码并将其上传到Arduino开发板。

#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Adafruit_PN532.h>
#define PN532_IRQ (2)
#define PN532_RESET (3) // Not connected by default on the NFC Shield
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels
#define OLED_RESET 4 // Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin)
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C ///< See datasheet for Address; 0x3D for 128x64, 0x3C for 128x32;
Adafruit_PN532 nfc(PN532_IRQ, PN532_RESET);
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
void setup(void)
{
Serial.begin(115200);
while (!Serial) delay(10); // for Leonardo/Micro/Zero
Serial.println("Hello!");
nfc.begin();
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS))
{
Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
for (;;); // Don't proceed, loop forever
}
uint32_t versiondata = nfc.getFirmwareVersion();
if (! versiondata)
{
Serial.print("Didn't find PN53x board");
while (1); // halt
}
// Got ok data, print it out!
Serial.print("Found chip PN5");
Serial.println((versiondata>>24) & 0xFF, HEX);
Serial.print("Firmware ver. ");
Serial.print((versiondata>>16) & 0xFF, DEC);
Serial.print('.'); Serial.println((versiondata>>8) & 0xFF, DEC);
display.clearDisplay();
display.setCursor(0, 0); //oled display
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.print("Found chip PN5");
display.print((versiondata >> 24) & 0xFF, HEX);
display.setCursor(0, 20); //oled display
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.print("Firmware ver. ");
display.print((versiondata >> 16) & 0xFF, DEC);
display.print(".");
display.print((versiondata >> 8) & 0xFF, DEC);
nfc.setPassiveActivationRetries(0xFF);
// configure board to read RFID tags
nfc.SAMConfig();
Serial.println("Waiting for an ISO14443A card");
display.setCursor(0, 40); //oled display
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.print("Waiting for NFC Card");
display.display();
}
void loop(void)
{
boolean success;
uint8_t uid[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }; // Buffer to store the returned UID
uint8_t uidLength; // Length of the UID (4 or 7 bytes depending on ISO14443A card type)
success = nfc.readPassiveTargetID(PN532_MIFARE_ISO14443A, &uid[0], &uidLength);
if (success) {
Serial.println("Found a card!");
Serial.print("UID Length: ");
Serial.print(uidLength, DEC);
Serial.println(" bytes");
Serial.print("UID Value: ");
display.clearDisplay();
display.setCursor(10, 0); //oled display
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.print("UID Length:");
display.print(uidLength, DEC);
display.print(" bytes");
display.setCursor(35, 20); //oled display
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.println("UID Value: ");
display.setCursor(5, 35); //oled display
for (uint8_t i=0; i < uidLength; i++)
{
Serial.print(" 0x");
Serial.print(uid[i], HEX);
display.print(" 0x");
display.print(uid[i], HEX);
display.display();
}
Serial.println("");
// Wait 1 second before continuing
delay(1000);
}
else
{
// PN532 probably timed out waiting for a card
Serial.println("Timed out waiting for a card");
}
}

复制代码

代码上传成功后，就可以开始测试了。 OLED显示屏将打印输出固件版本为1.6，并要求扫描卡。

现在将一些NFC卡放在PN532 NFC电路板附近。 NFC卡可以是您的银行卡或旅行卡或一些NFC测试卡。 PN532模块将读取字节长度以及UID值并将它们显示在OLED屏上。

字节长度可能是4字节或7字节，具体取决于 NFC 卡的类型。

如果您不希望项目使用OLED显示屏，可以在串口监视器上显示UID值和字节长度。

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schwarz

发表于: 2022-5-17 23:03:17 | 显示全部楼层

5^#

风筝发表于 2022-3-31 14:59
使用I2C模式将PN532与Arduino连接现在让我们使用I2C模式读取NFC数据。如下图所示将PN532连接到Arduino开发 ...

您好，我使用和您一样的pn532，按照您的配置i2c模式，但是使用的arduino是leonardo版本，SDA和SCL的管脚也和您连接的方式一样分别是A4和A5，但是我的Vcc和GND接口是直接接入A3（Vcc）和A2（GND），我复制了您给出的代码执行，也在您的代码中添加上了共给pn532的Vcc和GND的管脚的高低电压，程序编译上传也通过了，pn532的工作指示灯也亮起，但是打开串口监视器没有任何输出，甚至连在set up函数中的System initialized信息都没有接收到，请问是因为我使用的arduino的版本和您不一样导致的问题吗？我也注意到您的代码中没有声明A5，A4管脚的输入状态声明，请问会是这个问题吗？

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风筝