基于STM32F103的FM1702驱动程序

基于STM32F103微控制器与复旦微电子FM1702SL射频读卡芯片的驱动开发方案，整合了硬件配置、寄存器操作和通信协议实现：

一、硬件连接设计

1. 管脚映射表

FM1702SL引脚	STM32F103引脚	功能说明
VDD	3.3V	电源输入
GND	GND	地线
SCK	PA5(SPI1_SCK)	SPI时钟
MISO	PA6(SPI1_MISO)	主入从出
MOSI	PA7(SPI1_MOSI)	主出从入
CS	PA4(GPIO)	片选控制
RST	PA3(GPIO)	复位信号
IRQ	PA2(GPIO)	中断输入

2. 电路设计要点

电源滤波：在VDD和GND间并联104陶瓷电容+10μF电解电容
天线匹配：采用1.35μH电感+27pF电容的LC谐振电路（参考）
ESD防护：在RST和CS引脚串联1kΩ电阻并联TVS管

二、软件架构设计

1. 驱动层结构

// 文件结构
fm1702_driver/
├── hal/
│   ├── spi.c       # SPI底层驱动
│   └── gpio.c      # GPIO控制
├── src/
│   ├── fm1702.c    # 核心驱动
│   └── fm1702.h    # 寄存器定义
└── example/└── read_card.c # 示例应用

2. 关键数据结构

typedef struct {uint8_t  version;    // 固件版本uint16_t atqa;       // ATS响应uint8_t  sak;        // SEL_RESuint8_t  uid[4];     // UID存储
} FM1702_CardInfo;typedef enum {FM1702_STATE_IDLE,FM1702_STATE_SELECTED,FM1702_STATE_AUTHENTICATED
} FM1702_State;

三、核心功能实现

1. SPI初始化（HAL库）

void FM1702_SPI_Init(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};// 使能时钟__HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();// 配置SPI引脚GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// SPI参数配置SPI_HandleTypeDef hspi1;hspi1.Instance = SPI1;hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;HAL_SPI_Init(&hspi1);
}

2. 寄存器操作

// 读寄存器函数
uint8_t FM1702_ReadReg(uint8_t addr) {HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // CS拉低SPI_SendByte(addr & 0x7F); // 发送地址（低电平有效）uint8_t data = SPI_ReceiveByte();HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // CS拉高return data;
}// 写寄存器函数
void FM1702_WriteReg(uint8_t addr, uint8_t data) {HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);SPI_SendByte(addr | 0x80); // 地址最高位设1表示写操作SPI_SendByte(data);HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);
}

3. 射频卡检测流程

FM1702_State FM1702_DetectCard(void) {FM1702_WriteReg(0x0D, 0x07); // 设置射频场强度// 发送请求命令FM1702_WriteReg(0x0A, 0x52); // Request命令HAL_Delay(10);if(FM1702_ReadReg(0x0A) & 0x01) { // 检测到卡片uint8_t uid[4];FM1702_ReadUID(uid); // 读取UIDreturn FM1702_STATE_SELECTED;}return FM1702_STATE_IDLE;
}

四、中断处理机制

1. 中断服务例程

void EXTI0_IRQHandler(void) {if(EXTI_GetITStatus(EXTI_LINE0) != RESET) {FM1702_ClearIRQFlag(); // 清除中断标志// 处理卡片插入/移除事件HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_5); // LED状态翻转}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_LINE0);
}

2. 中断配置

void FM1702_EnableIRQ(void) {EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct = {0};// 配置EXTI0为下降沿触发EXTI_InitStruct.Line = EXTI_LINE0;EXTI_InitStruct.Trigger = EXTI_TRIGGER_FALLING;EXTI_InitStruct.LineCmd = ENABLE;HAL_EXTI_SetConfigLine(&EXTI_InitStruct);
}

五、调试与优化

1. 逻辑分析仪捕获

使用Saleae捕获SPI通信波形，验证时序是否符合手册要求（时钟极性CPOL=0，相位CPHA=0）

2. 常见问题解决

现象	可能原因	解决方案
无法检测卡片	天线匹配不良	调整L/C参数至1.35μH+27pF
通信错误	SPI时钟频率过高	降低至1MHz以下
数据校验失败	CRC计算错误	实现ISO14443A CRC算法

六、完整代码示例

// 读卡器初始化
void FM1702_Init(void) {FM1702_GPIO_Init();    // 配置GPIOFM1702_SPI_Init();     // 初始化SPIFM1702_Reset();        // 硬件复位FM1702_WriteReg(0x02, 0x8D); // 启动射频场
}// 主循环处理
int main(void) {FM1702_Init();while(1) {FM1702_State state = FM1702_DetectCard();if(state == FM1702_STATE_SELECTED) {// 执行读写操作uint8_t block_data[16];FM1702_ReadBlock(0x08, block_data);}}
}