EM4100 是为在射频感应卡片上广为使用的一种 CMOS 集成电路微芯片。EM4100 芯片电
路以被放在一个交变磁场上的外部天线线圈为电能驱动，并且经由线圈终端之一从该磁场
得到它的时钟频率。另一线圈终端受芯片内部调制器影响, 转变为电流型开关调制，以便
向读卡机传送包含制造商予先程序排列的 64bit 信息和命令。
EM4100 有一些被用来定义代码类型和数据率的基本选择项。如每 bit 的数据率可为
载波频率的 64 、32 和 16 倍周期，其数据能作为 Manchester (曼彻斯特)、Biphase (双
相) 或 PSK (相位调制) 调制格式来编码。芯片在多晶硅片联结状态时施行激光烧写编程，
以便在每块芯片上存储唯一的代码。连续的输出数据字符串包含 9 个‘1’bits 的引导
头，40 bits 的数据，14 bits 奇偶校验以及 1 bit 停止位。由于逻辑控制中心低微电量
的消耗，无需提供缓冲电容。仅芯片运行的能量需要靠外部天线线圈获得，芯片内整合有
一个与外部线圈并联的电容可获得谐振能量吸收。
简要特征：
* 载波频率为 125kHz；
* 卡向读卡器传送数据的调制方式为加载调幅；
* 卡内数据编码采用抗干扰能力强的 BPSK 相移键控方式；
* 卡向读卡器数据传送速率为 3.9kbps；
* 数据存储采用 EEPROM，数据保存时间超过 10 年；
* 数据存储容量共 64 位，包括制造商、发行商和用户代码；
* 卡号在封卡前写入后不可再更改，绝对确保卡号的唯一性和安全性；
*芯片除封装成标准卡片形状外，还可根据应用需要封装成筹码等多种形状。
操作条件：
当采用曼彻斯特调制编码(典型方式，RF 周期与数据位周期的比率为 RF/64)时，只要
EM4100 芯片的外部线圈两端产生的 AC 感应电压≥3.5Vpp，线圈时钟频率约为
125kHz 时，芯片上电启动，工作温度为－40～＋85℃。
ID 卡读写电路设计
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2 1.2 D EM4100ID 卡数据格式
EM4100 全部的数据位为 64 bit，它包含 9 个开始位（其值均为‘1’）、40 个数据位
（8 个厂商信息位＋32 个数据位）、14 个行列校验位（10 个行校验＋4 个列校验）和 1 个
结束停止位。
EM4100 在向读卡机或 PC 机传送信息时，首先传送 9 个开始位，接着传送 8 个芯片
厂商信息或版本代码，然后再传送 32 个数据位。其中 15 个校验以及结束位用以跟踪包
含厂商信息在内的 40 位数据，如图 1-20 所示。
曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码
技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。曼彻斯特编码被用在以太网媒介
系统中。曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有
转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。
在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑 1 或
0 来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。相反地，这些位被转换为一个稍微不同的
格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。
曼彻斯特编码，常用于局域网传输。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位
中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"
如图 1-30 所示。
图 1-30 曼彻斯特码
ID 卡读写电路设计
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根据曼彻斯特码的编码原则非接触 ID 卡采用上升沿对应着位数据“0”，下降沿对应
着位数据“1”，微控制器通过检测 125K 非接触 IC 卡读卡器输出数据位的跳变来实现对
曼彻斯特码的译码。数据读以后，根据前面所提到的非接触 ID 卡的数据结构，通过比较
奇校验算法与读出数据中的奇校验位来验证出数据的正确性。在工作状态下，只要 125K
读卡头电路不断电，非接触 ID 卡在读卡区内，非接触 ID 卡将循环发送 64 位数据,而 125K
读卡头的 OUT 脚也循环发送 64 位数据。
采用曼码调制的数据表达方式由图 1.3 可知，位数据的传送周期（1P）规定了每传送
1 位数据的时间是固定的，E5550 系列它由 RF/n 决定其物理实质是微控制器通过基站与应
答器中的存储器（EEPROM）进行数据的读写操作。而 ID4001 载波频率 foSC＝125kHz，位
数据传送率 RF/64 是固定的，则每传送一位的时间（周期）为振荡周期的 64 分频，故位
传送周期为
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