EM4100 是為在射頻感應卡片上廣為使用的一種 CMOS 集成電路微芯片。EM4100 芯片電
路以被放在一個交變磁場上的外部天線線圈為電能驅動，并且經由線圈終端之一從該磁場
得到它的時鐘頻率。另一線圈終端受芯片內部調制器影響, 轉變為電流型開關調制，以便
向讀卡機傳送包含制造商予先程序排列的 64bit 信息和命令。
EM4100 有一些被用來定義代碼類型和數據率的基本選擇項。如每 bit 的數據率可為
載波頻率的 64 、32 和 16 倍周期，其數據能作為 Manchester (曼徹斯特)、Biphase (雙
相) 或 PSK (相位調制) 調制格式來編碼。芯片在多晶硅片聯結狀態時施行激光燒寫編程，
以便在每塊芯片上存儲唯一的代碼。連續的輸出數據字符串包含 9 個‘1’bits 的引導
頭，40 bits 的數據，14 bits 奇偶校驗以及 1 bit 停止位。由于邏輯控制中心低微電量
的消耗，無需提供緩沖電容。僅芯片運行的能量需要靠外部天線線圈獲得，芯片內整合有
一個與外部線圈并聯的電容可獲得諧振能量吸收。
簡要特征：
* 載波頻率為 125kHz；
* 卡向讀卡器傳送數據的調制方式為加載調幅；
* 卡內數據編碼采用抗干擾能力強的 BPSK 相移鍵控方式；
* 卡向讀卡器數據傳送速率為 3.9kbps；
* 數據存儲采用 EEPROM，數據保存時間超過 10 年；
* 數據存儲容量共 64 位，包括制造商、發行商和用戶代碼；
* 卡號在封卡前寫入后不可再更改，絕對確保卡號的唯一性和安全性；
*芯片除封裝成標準卡片形狀外，還可根據應用需要封裝成籌碼等多種形狀。
操作條件：
當采用曼徹斯特調制編碼(典型方式，RF 周期與數據位周期的比率為 RF/64)時，只要
EM4100 芯片的外部線圈兩端產生的 AC 感應電壓≥3.5Vpp，線圈時鐘頻率約為
125kHz 時，芯片上電啟動，工作溫度為－40～＋85℃。
ID 卡讀寫電路設計
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2 1.2 D EM4100ID 卡數據格式
EM4100 全部的數據位為 64 bit，它包含 9 個開始位（其值均為‘1’）、40 個數據位
（8 個廠商信息位＋32 個數據位）、14 個行列校驗位（10 個行校驗＋4 個列校驗）和 1 個
結束停止位。
EM4100 在向讀卡機或 PC 機傳送信息時，首先傳送 9 個開始位，接著傳送 8 個芯片
廠商信息或版本代碼，然后再傳送 32 個數據位。其中 15 個校驗以及結束位用以跟蹤包
含廠商信息在內的 40 位數據，如圖 1-20 所示。
曼徹斯特編碼（Manchester Encoding），也叫做相位編碼(PE)，是一個同步時鐘編碼
技術，被物理層使用來編碼一個同步位流的時鐘和數據。曼徹斯特編碼被用在以太網媒介
系統中。曼徹斯特編碼提供一個簡單的方式給編碼簡單的二進制序列而沒有長的周期沒有
轉換級別，因而防止時鐘同步的丟失，或來自低頻率位移在貧乏補償的模擬鏈接位錯誤。
在這個技術下，實際上的二進制數據被傳輸通過這個電纜，不是作為一個序列的邏輯 1 或
0 來發送的（技術上叫做反向不歸零制(NRZ)）。相反地，這些位被轉換為一個稍微不同的
格式，它通過使用直接的二進制編碼有很多的優點。
曼徹斯特編碼，常用于局域網傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位
中間的跳變既作時鐘信號，又作數據信號；從高到低跳變表示"1"，從低到高跳變表示"0"
如圖 1-30 所示。
圖 1-30 曼徹斯特碼
ID 卡讀寫電路設計
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根據曼徹斯特碼的編碼原則非接觸 ID 卡采用上升沿對應著位數據“0”，下降沿對應
著位數據“1”，微控制器通過檢測 125K 非接觸 IC 卡讀卡器輸出數據位的跳變來實現對
曼徹斯特碼的譯碼。數據讀以后，根據前面所提到的非接觸 ID 卡的數據結構，通過比較
奇校驗算法與讀出數據中的奇校驗位來驗證出數據的正確性。在工作狀態下，只要 125K
讀卡頭電路不斷電，非接觸 ID 卡在讀卡區內，非接觸 ID 卡將循環發送 64 位數據,而 125K
讀卡頭的 OUT 腳也循環發送 64 位數據。
采用曼碼調制的數據表達方式由圖 1.3 可知，位數據的傳送周期（1P）規定了每傳送
1 位數據的時間是固定的，E5550 系列它由 RF/n 決定其物理實質是微控制器通過基站與應
答器中的存儲器（EEPROM）進行數據的讀寫操作。而 ID4001 載波頻率 foSC＝125kHz，位
數據傳送率 RF/64 是固定的，則每傳送一位的時間（周期）為振蕩周期的 64 分頻，故位
傳送周期為
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