让单片机化身智能卡：NFC 卡模拟技术指南

# 1. NFC 卡模拟技术概述**

NFC 卡模拟技术是一种利用近场通信 (NFC) 技术，使设备能够模拟物理 NFC 卡的行为的技术。它允许设备在没有实际物理卡的情况下访问和使用 NFC 卡受保护的服务。NFC 卡模拟技术在门禁控制、支付系统和物联网等领域具有广泛的应用。

# 2. NFC 卡模拟原理

### 2.1 NFC 卡的工作原理

NFC（近场通信）卡是一种非接触式智能卡，它使用无线电波在短距离内与读写器进行通信。NFC 卡的工作原理基于以下几个关键技术：

- **射频识别（RFID）：**NFC 卡包含一个 RFID 芯片，该芯片存储了卡的数据。当 NFC 卡靠近读写器时，读写器会发出射频信号，为 NFC 卡供电并读取或写入数据。
- **感应耦合：**NFC 卡和读写器之间的通信是通过感应耦合进行的。当 NFC 卡靠近读写器时，两个设备之间的线圈会产生磁场，从而实现数据传输。
- **ISO 14443 协议：**NFC 卡遵循 ISO 14443 协议，该协议定义了 NFC 卡和读写器之间的通信标准。ISO 14443 协议支持三种不同的通信模式：

- **Type A：**使用 13.56 MHz 载波频率，数据传输速率为 106 kbit/s。
- **Type B：**使用 13.56 MHz 载波频率，数据传输速率为 848 kbit/s。
- **Type F：**使用 424 kHz 载波频率，数据传输速率为 212 kbit/s。

### 2.2 NFC 卡模拟的实现方式

NFC 卡模拟是指使用非 NFC 设备模拟 NFC 卡的行为。有两种主要方法可以实现 NFC 卡模拟：

- **软件模拟：**使用软件在非 NFC 设备上模拟 NFC 卡。这种方法不需要额外的硬件，但可能受设备的性能限制。
- **硬件模拟：**使用外部硬件设备模拟 NFC 卡。这种方法可以提供更好的性能，但需要额外的成本和复杂性。

**软件模拟**

软件模拟 NFC 卡通常使用以下步骤：

1. 在非 NFC 设备上安装 NFC 模拟软件。
2. 配置 NFC 模拟软件以模拟特定类型的 NFC 卡。
3. 将非 NFC 设备靠近 NFC 读写器。
4. NFC 读写器将读取模拟的 NFC 卡数据。

**硬件模拟**

硬件模拟 NFC 卡通常使用以下步骤：

1. 将 NFC 模拟器连接到非 NFC 设备。
2. 配置 NFC 模拟器以模拟特定类型的 NFC 卡。
3. 将非 NFC 设备靠近 NFC 读写器。
4. NFC 读写器将读取模拟的 NFC 卡数据。

| **软件模拟** | **硬件模拟** |
|---|---|
| 无需额外硬件 | 需要额外硬件 |
| 性能受限 | 性能更好 |
| 成本低 | 成本高 |
| 复杂性低 | 复杂性高 |

# 3.1 单片机硬件平台选择

**选择标准**

选择单片机硬件平台时，需要考虑以下因素：

- **支持 NFC 功能：**单片机必须支持 NFC 功能，才能实现卡模拟。
- **存储容量：**存储容量应足够大，以存储模拟卡的数据，如密钥、UID 等。
- **外设接口：**需要具有足够的 I/O 接口，以连接 NFC 天线、读卡器等设备。
- **功耗：**功耗应较低，以延长电池寿命。
- **成本：**成本应符合项目预算。

**推荐平台**

根据以上标准，推荐以下单片机硬件平台：

- **STM32F407VG：**支持 NFC 功能，存储容量为 512KB，具有丰富的 I/O 接口，功耗低，成本适中。
- **NXP LPC54608：**支持 NFC 功能，存储容量为 1MB，具有丰富的 I/O 接口，功耗低，成本较高。
- **TI CC2640R2F：**支持 NFC 功能，存储容量为 256KB，具有丰富的 I/O 接口，功耗极低，成本适中。

### 3.2