PN532模块的使用及NFC近场通信的原理简单介绍

NFC(Near Field Communication)是一种非接触式的近场通信协议，可以理解为无线通信的一种，在我们的日常生活中有广泛的应用场景，允许设备在彼此靠近时进行数据交换和通信。其基于基于RFID技术，工作频率为13.56 MHz，允许设备在靠近时进行数据交换。主要功能包括读取、写入数据，实现点对点通信和设备控制等。

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2301_80289318 · 2025-05-07 21:55:44 发布

一、什么是NFC

二、PN532模块

PN532是一款高性能的NFC/RFID控制器，支持多种通信协议，如ISO14443 A/B、Mifare、FeliCa等。它具备读写功能，可与多种IC卡通信，广泛应用于门禁系统、交通卡支付、智能海报等领域。具备低功耗、高集成度特点，适用于便携设备。可嵌入手机、平板等，实现移动支付等功能。

在我们的stm32开发场景中，我们通常购买相应的模块来进行开发。

该模块通过开关的调节来进行不同通信协议之间的转换，具体转换关系如图（不同厂商的板子都应有相应的标注）：

图一：背面标注

图二：正面标注

不同协议的接口在图一中均有标注。

三、命令码书写及其解释

代码书写：

#include "pn532.h"
 
 
 
uint8_t aRxBuffer[15];          //接收唤醒数据
uint8_t bRxBuffer[25];          //接收寻卡数据
 
uint8_t Enter[] = "\r\n"; //回车换行
 
uint8_t hello0[]="Your PN532 has woken up successfully";
uint8_t hello1[]="Your PN532 has been successfully found";
uint8_t hello2[]="UID";
 
uint8_t UID[4]; //存储 UID
uint8_t UID_HOST[4]={0XC2,0X99,0X4A,0X1B}; //存储 UID
 
 
/*******************************************************************************
  * @函数名称   nfc_WakeUp
  * @函数说明   PN532自带一个休眠功能，要使用PN532对NFC卡片进行读写的时候要激活一下（唤醒），一般放在程序的开头，调用一次即可。
                55 55 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 FF 03 FD D4 14 01 17 00   (24)
                成功唤醒 返回给STM32   00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 02 FE D5 15 16 00        (15)                    
  * @输入参数   无
  * @输出参数   无
  * @返回参数   无
*******************************************************************************/
void nfc_WakeUp(void)//唤醒
{
    u8 adata[24]={0x55,0x55,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x03,0xFD,0xD4,0x14,0x01,0x17,0x00,};
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)&adata,sizeof(adata),0xFFFF); 
 
        
        
    HAL_UART_Receive(&huart2,(uint8_t *)&aRxBuffer,15,0xFFFF);
    //UART2接收PN532返回给单片机的数据：       00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 02 FE D5 15 16 00
    
        
        
    if (HAL_UART_GetState(&huart2) != HAL_UART_STATE_BUSY_TX)
    {
//        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)hello0,sizeof(hello0), 0xFFFF);//Your PN532 has woken up successfully
//      HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&aRxBuffer,sizeof(aRxBuffer),0xFFFF);
//        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)Enter,2, 0xFFFF);
    }       
}
 
 
 
 
 
/*******************************************************************************
  * @函数名称   nfc_look
  * @函数说明   寻卡是涉及到卡片的第一个步骤，nfc对卡的操作都是先寻找卡的，
                  若寻不到卡，则后续的读写操作将无法进行；
                                反之，若寻到卡，则后续的读写操作过程中将不再对卡片进行身份确认。
                                
                                寻卡命令：00 00 FF 04 FC D4 4A 01 00 E1 00 (11)
                成功找到 返回给STM32  00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 0C F4 D5 4B 01 01 00 04 08 04 C2 99 4A 1B 0E 00 (25)                      
  * @输入参数   无
  * @输出参数   无
  * @返回参数   无
*******************************************************************************/
void nfc_look(void)//寻卡
{
    u8 i;
    u8 bdata[11]={0x00,0x00,0xFF,0x04,0xFC,0xD4,0x4A,0x01,0x00,0xE1,0x00};
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)&bdata,sizeof(bdata),0xFFFF); 
 
        
        
    HAL_UART_Receive(&huart2,(uint8_t *)&bRxBuffer,25,0xFFFF);
    
    
    
    if (HAL_UART_GetState(&huart2) != HAL_UART_STATE_BUSY_TX)
    {
//        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)hello1,sizeof(hello1), 0xFFFF);//"Your PN532 has been successfully found";
//      HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&bRxBuffer,sizeof(bRxBuffer),0xFFFF);
          HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)Enter,2, 0xFFFF);
//      
//      
 
                                    UID[0]=bRxBuffer[19];
                                    UID[1]=bRxBuffer[20];
                                    UID[2]=bRxBuffer[21];
                                    UID[3]=bRxBuffer[22]; 
 
//          
//          
//          HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)hello2,sizeof(hello2), 0xFFFF);
 
                    HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&UID,4,0xFFFF);
 
//          HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)Enter,2, 0xFFFF);
 
    }       
}
 
 
 
 
 
int uid_check(void)//UID核验
{
    
        for(int i = 0; i < sizeof(UID_HOST); i++)
        {
            if(UID[i]!=UID_HOST[i])
            {
         break;
            }
      } 
        return 1;
        
}
 
void control(void)
{
    if(uid_check()==1)
    {
    test();
    }
}
 
 
void test(void)//方便测试
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);
    HAL_Delay(500);
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);
    HAL_Delay(500);
    printf("test成功");
}
 
 
/**
  * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明：无
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
 
/**
  * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明：无
  */
int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

#ifndef  __PN532_H__    
#define  __PN532_H__
 
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
typedef   uint32_t   u32;///32位
typedef   uint16_t   u16;///16位
typedef   uint8_t     u8;///8位
 
void nfc_WakeUp(void);//唤醒
void nfc_look(void);//寻卡
int uid_check(void);
void control(void);
void test(void);//方便测试
 
 
 
 
 
int fputc(int ch, FILE *f);
int fgetc(FILE *f);
 
 
 
#endif

关键代码段解释：

这里先补充一下NFC通信的原理方便看懂源码。

首先NFC所包含的信息是一个数据帧（是数据传输中的基本单位，由若干字节组成，包含帧头、数据、校验码和帧尾等部分。它规定了数据的传输格式）。我们这里假设数据帧存成一个数组

u8 bdata[11]={0x00,0x00,0xFF,0x04,0xFC,0xD4,0x4A,0x01,0x00,0xE1,0x00};

可以看到该数组由11个十六进制的数字组成下面是各个数字的具体含义：

0x00, 0x00：帧头，用于标识数据帧的开始。
0xFF：帧头结束标志。
0x04：数据长度，表示后面数据的字节数（不包括校验和）。
0xFC：长度的补码，0x04的补码。
0xD4：指令类型，表示这是一个发送给PN532的命令。
0x4A：具体命令码，表示寻卡命令。
0x01：参数，表示寻卡模式（0x01表示寻卡模式为ISO14443A）。
0x00：保留字节。
0xE1：校验和，用于数据完整性校验。
0x00：帧尾。

其中的指令类型可以有很多种，也是其中应该变化的部分。

我们看寻卡函数中如下代码

HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)&bdata,sizeof(bdata),0xFFFF);

通过HAL_UART_Transmit函数将这个数据帧发送给PN532模块。

这里我们的pn532模块会返回一个数值给我们，调用相关的函数进行接收操作：

HAL_UART_Receive(&huart2,(uint8_t *)&bRxBuffer,25,0xFFFF);

假设接收的信息如下：

00 00 FF 00 FF 00 00 00 FF 0C F4 D5 4B 01 01 00 04 08 04 C2 99 4A 1B 0E 00

具体含义如下：

00 00 FF 00 FF：帧头和帧头结束标志。
00 00 00：保留字节。
FF：帧头结束标志。
0C：返回数据长度。
F4：长度的补码。
D5：指令类型，表示这是PN532返回的数据。
4B：返回的命令码，与发送的0x4A对应。
01：返回状态码，表示操作成功。
01：返回的卡片数量。
00：保留字节。
04：卡片UID长度。
08 04 C2 99 4A 1B：卡片的UID（唯一标识符）。
0E：校验和。
00：帧尾。

该信息的关键就在于卡片的UID，卡片中存储的不同的UID可以赋予卡片不同的身份，是我们NFC能够行使其功能的关键。

寻卡函数再对UID信息进行存储：
```
UID[0]=bRxBuffer[19];
UID[1]=bRxBuffer[20];
UID[2]=bRxBuffer[21];
UID[3]=bRxBuffer[22];
```
bRxBuffer[19]到bRxBuffer[22]是返回数据中的卡片UID部分。

寻卡函数会通过检查返回数据中的状态码01来判断是否成功找到卡片。如果状态码为01，表示寻卡成功，卡片的UID会被存储到UID数组中。

寻卡成功后，函数发送UID信息。

HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&UID,4,0xFFFF);

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