RC522 NFC Reader，解决无法读取完整内存数据【Arduino IDE】

标签：03 00 NFC Arduino mfrc522 FF Reader E1 Block

一、前言

二、项目概要

三、实验测试

（一）读取uid

（二）读取内存与写入内存

回到开头提到的两个问题：第一种情况读不全数据，// Try the mpages of the original Ultralight. Ultralight C has more pages.

第二种情况：直接无法读出数据，有时候甚至是一开始读得出，后来突然又读不出了。

（三）内存数据分析

四、总结

一、前言

本文作为上一篇PN532 NFC Controler 的后续将围绕RC522展开讲述。与之前提到的PN532模块不同，RC522的驱动过程没有那么顺利。在读取UID的时候没问题，但是当我读取NFC内部的内存的时候遇到了两个问题：一个是无法全部读取；另一个情况是直接就读取失败。

如果感兴趣的话可以查看：PN532 NFC Controller串口通信 + Arduino IDE_pn532 串口测试-CSDN博客

二、项目概要

硬件说明：RC522模块 + ESP32S3

引脚名称	功能
3.3V	电源正
RST	复位引脚，高电平有效
GND	地，电源负
IRQ	中断引脚，悬空不使用
MISO	SPI协议数据线
MOSI	SPI协议数据线
SCK	SPI时钟线
SDA	SPI片选端口

软件说明：Arduino IDE + NFC Tools Pro

NFC Tools Pro ：用于读取NFC内部的数据信息，主要是读取内存。

使用的库：miguelbalboa/rfid: Arduino RFID Library for MFRC522 (github.com)

三、实验测试

（一）读取uid

这一步基本上是拿到模块进行的第一个测试，我的测试是顺利的，Mifare Classic 和 Mifare Ultralight 两种卡都能完全读取里面的内存。

这个实验就不放全部的代码了。直接在库文件的代码里面找就有。

Serial.print(F("Card UID:"));
dump_byte_array(mfrc522.uid.uidByte, mfrc522.uid.size);
Serial.println();
Serial.print(F("PICC type: "));
MFRC522::PICC_Type piccType = mfrc522.PICC_GetType(mfrc522.uid.sak);
Serial.println(mfrc522.PICC_GetTypeName(piccType));

/**
 * Helper routine to dump a byte array as hex values to Serial.
 */
void dump_byte_array(byte *buffer, byte bufferSize) {
    for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
        Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
        Serial.print(buffer[i], HEX);
    }
}

（二）读取内存与写入内存

回到开头提到的两个问题：第一种情况读不全数据，// Try the mpages of the original Ultralight. Ultralight C has more pages.

这是因为在库文件的源代码里需要修改：把dump时page变量范围调大就行了（具体数值需要根据你自己手中的 NFC TOOL 读取内存得到的blocks数目来决定）原本page是< 16 ，现在改成了 43 就可以把我手中的NFC内存全部读出来了。

第二种情况：直接无法读出数据，有时候甚至是一开始读得出，后来突然又读不出了。

这种情况下有一个简单的判断方法：你使用手机上的NFC工具把读不出数据的NFC卡格式化一下，再重新用RC522读取一下，看看是否恢复了。如果又可以了，那么就说明只是在读取过程中的验证密码环节出了问题。

原因探究：具体来讲：读取nfc就是连接、寻卡、验证密码、读取这几个步骤。

展开来说，验证密码：选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。（在选择另一扇区时，则必须进行另一扇区密码校验。）

默认情况下，一开始NFC卡的所有block的Key都是0xFF FF FF FF FF FF，但是如果里面的数据发生更改写入，Key就会发生改变，而且有大概率同时存在两种Key。

可以看到下面代码的knowenKeys那一栏，是已知的几种key。第二个和第四个我遇到的次数多一些。

//the Keys are used for communicate with 
byte knownKeys[NR_KNOWN_KEYS][MFRC522::MF_KEY_SIZE] =  {
    {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}, // FF FF FF FF FF FF = factory default
    {0xa0, 0xa1, 0xa2, 0xa3, 0xa4, 0xa5}, // A0 A1 A2 A3 A4 A5
    {0xb0, 0xb1, 0xb2, 0xb3, 0xb4, 0xb5}, // B0 B1 B2 B3 B4 B5
    {0x4d, 0x3a, 0x99, 0xc3, 0x51, 0xdd}, // 4D 3A 99 C3 51 DD
    {0x1a, 0x98, 0x2c, 0x7e, 0x45, 0x9a}, // 1A 98 2C 7E 45 9A
    {0xd3, 0xf7, 0xd3, 0xf7, 0xd3, 0xf7}, // D3 F7 D3 F7 D3 F7
    {0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff}, // AA BB CC DD EE FF
    {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}  // 00 00 00 00 00 00
};

弄清楚原因之后就简单了，只需要在遇到当前KEY无法正常读取的情况时，可以更换KEY再试着读取就行了，简单粗暴。但如果上述的几组key都没办法读出来的话，就说明，，，该直接询问厂家了。

最终完整测试代码如下：（注意MFRC522.h库需要修改后再使用，以免影响实验结果）

/*
 * 2024.09.24 test successfully!
 *
 * Can use for read Mifare 1KB, also can use for Mifare Ultralight or ultralight C.
 * 
 * Typical pin layout used:
 * -----------------------------------------------------------------------------------------
 *             MFRC522      Arduino       Arduino   Arduino    Arduino          Arduino
 *             Reader/PCD   Uno/101       Mega      Nano v3    Leonardo/Micro   Pro Micro
 * Signal      Pin          Pin           Pin       Pin        Pin              Pin
 * -----------------------------------------------------------------------------------------
 * RST/Reset   RST          9             5         D9         RESET/ICSP-5     RST
 * SPI SS      SDA(SS)      10            53        D10        10               10
 * SPI MOSI    MOSI         11 / ICSP-4   51        D11        ICSP-4           16
 * SPI MISO    MISO         12 / ICSP-1   50        D12        ICSP-1           14
 * SPI SCK     SCK          13 / ICSP-3   52        D13        ICSP-3           15
 *
 */

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>

#define RST_PIN         9           // Configurable, see typical pin layout above
#define SS_PIN          10          // Configurable, see typical pin layout above

MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);   // Create MFRC522 instance.

// Number of known default keys (hard-coded)
// NOTE: Synchronize the NR_KNOWN_KEYS define with the defaultKeys[] array
#define NR_KNOWN_KEYS   8

//the Keys are used for communicate with 
byte knownKeys[NR_KNOWN_KEYS][MFRC522::MF_KEY_SIZE] =  {
    {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}, // FF FF FF FF FF FF = factory default
    {0xa0, 0xa1, 0xa2, 0xa3, 0xa4, 0xa5}, // A0 A1 A2 A3 A4 A5
    {0xb0, 0xb1, 0xb2, 0xb3, 0xb4, 0xb5}, // B0 B1 B2 B3 B4 B5
    {0x4d, 0x3a, 0x99, 0xc3, 0x51, 0xdd}, // 4D 3A 99 C3 51 DD
    {0x1a, 0x98, 0x2c, 0x7e, 0x45, 0x9a}, // 1A 98 2C 7E 45 9A
    {0xd3, 0xf7, 0xd3, 0xf7, 0xd3, 0xf7}, // D3 F7 D3 F7 D3 F7
    {0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff}, // AA BB CC DD EE FF
    {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}  // 00 00 00 00 00 00
};

//the address and data of block which we want to write it
byte blockAddr = 14;
byte dataBlock[]    = {
    0x01, 0x02, 0x03, 0x04, //  1,  2,   3,  4,
    0x05, 0x06, 0x07, 0x08, //  5,  6,   7,  8,
    0x09, 0x0a, 0xff, 0x0b, //  9, 10, 255, 11,
    0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f  // 12, 13, 14, 15
};

byte  blockflag = 0;

void setup() {
    Serial.begin(115200);         // Initialize serial communications with the PC
    while (!Serial);            // Do nothing if no serial port is opened (added for Arduinos based on ATMEGA32U4)
    SPI.begin();                // Init SPI bus
    mfrc522.PCD_Init();         // Init MFRC522 card
    Serial.println("Try the most used default keys to print blocks of Mifare Classic.");
}

void loop() {
    // Reset the loop if no new card present on the sensor/reader. This saves the entire process when idle.
    if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent())
        return;

    // Select one of the cards
    if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial())
        return;

    // Show some details of the PICC (that is: the tag/card)
    Serial.print(F("Card UID:"));
    dump_byte_array(mfrc522.uid.uidByte, mfrc522.uid.size);
    Serial.println();
    Serial.print(F("PICC type: "));
    MFRC522::PICC_Type piccType = mfrc522.PICC_GetType(mfrc522.uid.sak);
    Serial.println(mfrc522.PICC_GetTypeName(piccType));
    
    if(piccType == MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_UL)
    {
      //when the IC card is PICC_TYPE_MIFARE_UL, we would read now.
      mfrc522.PICC_DumpToSerial(&(mfrc522.uid));      

    }
    else
    {
      // Try the known default keys
      MFRC522::MIFARE_Key key;
      for (byte k = 0; k < NR_KNOWN_KEYS; k++)
      {
        // Copy the known key into the MIFARE_Key structure
        for (byte i = 0; i < MFRC522::MF_KEY_SIZE; i++) 
          {
            key.keyByte[i] = knownKeys[k][i];
          }
        // Try the key
        if (try_key(&key)) 
        {
          break;
        }
        
        if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent())break;
            
        if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial())break;
        
      }
    }
}


bool try_key(MFRC522::MIFARE_Key *key)
{
    bool result = false;
    byte buffer[18];
    byte block = 0;
    MFRC522::StatusCode status;
    for(block = blockflag ; block <= 63 ;block ++){
        status = mfrc522.PCD_Authenticate(MFRC522::PICC_CMD_MF_AUTH_KEY_A, block, key, &(mfrc522.uid));
      if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
          // Serial.print(F("PCD_Authenticate() failed: "));
          // Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
          blockflag = block;          
          return false;
          break;
      }
        // Read block
        byte byteCount = sizeof(buffer);
        status = mfrc522.MIFARE_Read(block, buffer, &byteCount);
        if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
            Serial.print(F("MIFARE_Read() failed: "));
            Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
        }
        else {
          result = true;

          // print out the last Key number.
          /*
          Serial.print(F("Success with key:"));
          dump_byte_array((*key).keyByte, MFRC522::MF_KEY_SIZE);
          Serial.println();
          */

          // Dump block data
          Serial.print(F("Block ")); Serial.print(block); Serial.print(F(":"));
          dump_byte_array(buffer, 16);
          Serial.println();

        }

        /* when the block number = blockAddr, will write something at the block space. */
        if(block == blockAddr){
            Serial.print(F("Writing data into block ")); Serial.print(blockAddr);
            Serial.println(F(" ..."));
            dump_byte_array(dataBlock, 16); Serial.println();
            status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.MIFARE_Write(blockAddr, dataBlock, 16);
            if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
                Serial.print(F("MIFARE_Write() failed: "));
                Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
            }
            Serial.println();
        }  

        if(block == 63){
          block = 0;
          Serial.println("Read blocks successfully!");
        }
    }

    mfrc522.PICC_HaltA();       // Halt PICC
    mfrc522.PCD_StopCrypto1();  // Stop encryption on PCD
    return result;
}

/*
 * Helper routine to dump a byte array as hex values to Serial.
 */
void dump_byte_array(byte *buffer, byte bufferSize) {
    for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
        Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
        Serial.print(buffer[i], HEX);
    }
}

（三）内存数据分析

有了上述对NFC内存的读取写入作为基础，我就对数据所代表的具体信息做了一个小测试，对比结果如下：（以ASCII码的格式存储数据）

NFC不同类型芯片-写入数据后对应内存的不同

MifareClassic

MIFARE CLASSIC 1K 写入数据：abcde12345

17:46:09.745 -> Block 0: 23 44 16 2B 5A 08 04 00 62 63 64 65 66 67 68 69

17:46:09.811 -> Block 1: 14 01 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1

17:46:09.877 -> Block 2: 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1

17:46:09.945 -> Block 3: 00 00 00 00 00 00 78 77 88 C1 00 00 00 00 00 00

17:46:10.011 -> Block 4: 00 00 03 11 D1 01 0D 54 02 65 6E 61 62 63 64 65

17:46:10.073 -> Block 5: 31 32 33 34 35 FE 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

17:46:10.139 -> Block 6: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

17:46:10.170 -> Block 7: 00 00 00 00 00 00 7F 07 88 40 00 00 00 00 00 00

MIFARE 1K 写入数据：bcde12345

17:48:05.643 -> Block 0: 23 44 16 2B 5A 08 04 00 62 63 64 65 66 67 68 69

17:48:05.677 -> Block 1: 14 01 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1

17:48:05.744 -> Block 2: 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1

17:48:05.809 -> Block 3: 00 00 00 00 00 00 78 77 88 C1 00 00 00 00 00 00

17:48:05.877 -> Block 4: 00 00 03 10 D1 01 0C 54 02 65 6E 62 63 64 65 31

17:48:05.944 -> Block 5: 32 33 34 35 FE 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

17:48:05.977 -> Block 6: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

17:48:06.044 -> Block 7: 00 00 00 00 00 00 7F 07 88 40 00 00 00 00 00 00

MIFARE 1K 写入数据：cdefghijk12345

18:05:25.593 -> Block 0: 23 44 16 2B 5A 08 04 00 62 63 64 65 66 67 68 69

18:05:25.660 -> Block 1: 14 01 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1

18:05:25.725 -> Block 2: 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1 03 E1

18:05:25.759 -> Block 3: 00 00 00 00 00 00 78 77 88 C1 00 00 00 00 00 00

18:05:25.859 -> Block 4: 00 00 03 15 D1 01 11 54 02 65 6E 63 64 65 66 67

18:05:25.894 -> Block 5: 68 69 6A 6B 31 32 33 34 35 FE 00 00 00 00 00 00

MifareUltralight

NATG213 未写入数据

Page 0 1 2 3

  0   04 3A BA 0C

  1   A3 6B 26 81

  2   6F 48 00 00

  3   E1 10 12 00

  4   01 03 A0 0C

  5   34 03 00 FE

  6   00 00 00 00

  7   00 00 00 00

  8   00 00 00 00

  9   00 00 00 00

NATG213 写入数据：abcdefg125

Page 0 1 2 3

  0   04 3A BA 0C

  1   A3 6B 26 81

  2   6F 48 00 00

  3   E1 10 12 00

  4   01 03 A0 0C

  5   34 03 11 D1

  6   01 0D 54 02

  7   65 6E 61 62

  8   63 64 65 66

  9   67 31 32 35

10   FE 00 00 00

11   00 00 00 00

NATG213 写入数据：iiiifg125

Page 0 1 2 3

  0   04 3A BA 0C

  1   A3 6B 26 81

  2   6F 48 00 00

  3   E1 10 12 00

  4   01 03 A0 0C

  5   34 03 10 D1

  6   01 0C 54 02

  7   65 6E 69 69

  8   69 69 66 67

  9   31 32 35 FE

10   FE 00 00 00

对比上述数据很容易就可以发现规律。

四、总结

本文主要记录了我在调试RC522的过程中遇到的问题，以及相应的解决办法。

挖坑：后续会围绕NFC的应用来展开分享一些有趣的消防法，利用NFC自动打卡、获取时钟、恶作剧、辅助办公等等实用功能，估计会比较好玩。

如果您对我所介绍的内容有任何改进的建议也欢迎告诉我！如果本文对你有帮助的话，不妨点个赞。欢迎留言讨论问题，一起讨论问题、解决问题。

另外，本账号所有文章内容均为原创，转载请标明出处。

标签：03,00,NFC,Arduino,mfrc522,FF,Reader,E1,Block
From： https://blog.csdn.net/m0_74001972/article/details/142533194

RC522 NFC Reader，解决无法读取完整内存数据【Arduino IDE】

一、前言

二、项目概要

三、实验测试

（一）读取uid

（二）读取内存与写入内存

回到开头提到的两个问题：第一种情况读不全数据，// Try the mpages of the original Ultralight. Ultralight C has more pages.

第二种情况：直接无法读出数据，有时候甚至是一开始读得出，后来突然又读不出了。

（三）内存数据分析

四、总结

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