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一切的起点，是手欠在某宝买了 RC522 射频读卡模块：
模块主控是 NXP 的 RC522（标准版） 或者 CV520（简版），内含一堆握手+通信协议，可以读写已知秘钥的 13.56MHz 射频卡。
13.56M 射频卡基本是兼容 MIFARE-1KB 协议，常见小区门禁卡就属于这类。外形则是千奇百怪：
入手读卡模块，本打算练习卡片访问编程，没想到后来一步步折腾成了物理密码器/大阵，特来分享下。
【硬件链路】
由于有 Arduino 库的加持，玩转 RC522 模块并非难事，只要连接物理 SPI 接口就能通信：
然而稍加调查，就发现了模块的险恶之处：仅支持 3.3v 供电及逻辑，在 5v-Arduino 的环境下基本全是坑。
3.3v供电还好解决，最麻烦的是数据口电平适配：串电阻钳位啥的，影响速度还不优雅。
转脸发现手头还有 GAL16V8，这个 CMOS-TTL 兼容的玩意最适合搞这个：
GAL16V8 的 IN/OLMC 为 5V-TTL 电平，高电位 3.5-4.0v，低电位 <0.8v，刚好适配 3.3v-CMOS 逻辑。
万用板走起来：
装好以后这就优雅多了：
至此 Arduino 已完成了和 RC522 的优雅连接，不需要难看的钳位电路以及额外飞线。
【基础软件】
Arduino 的 MFRC522 库已经非常完善，随便开一个示例就可以在现有硬件上读取卡片信息：
信息样式大致如此：
以 MIFARE-1KB 为例，全卡总计 16 个扇区（Sector），每个扇区包含 64 字节。
其中有 48 字节可用作扇区数据（内容任意，可修改），另 16 字节为扇区秘钥，用于给扇区加密。
在不加密/未锁死卡片的情况下，每张卡片功能上相当于一块“无线优盘”，特别适合离线存一些东西。
这也就给后续折腾埋下了伏笔。
【虚拟HID】
Arduino 底层有着近乎完美的硬件抽象层（HAL），使得高层只要遵循同样接口（例如SPI），就可以完美复用软硬件。
如图所示，硬件链路板如果接常规 Arduino-UNO，那就是一个基本的串口读卡器；
如果接带 USB 支持的 Arduino-Leonardo，那可以把读卡器和鼠标/键盘/U盘等等一系列 USB 设备揉在一起；
如果接带 2.4G-RF 支持的 ESP8266/32，那就是一个支持无线联网/蓝牙访问/小程序接入的IOT读卡器。
简直就是杂交获得遗传特性的翻版。
为了方便刷卡，选择了 USB 版本 Arduino-Leonardo，直接虚拟成一个 HID 键盘，而键盘动作存储于射频卡内。
系统的硬件（黑色）、软件（蓝色）框图如下：
在 Leonardo 当中运行 HID-Lib 形成一个虚拟的键盘，同时运行 SPI/MFRC522-Lib 形成对读卡器的访问。
而 GAL16V8 固件则相对简单，运行一个 Fuse-Wire 连线映射即可，将各 SPI 引脚正确映射到硬件板上。
至此基本折腾出了一个密码器的大阵原型：
某卡片里存储有密码字串，刷卡后 Arduino 获得上述字串，并通过虚拟 HID 键盘动作，向 Win10 实现按键敲击。
【效果】
将若干场景的密码写入不同卡片，就实现了密码的保存/管理。刷卡即手输密码。
固化了“Hello MyDigit”字串的卡，只要有个文本界面（例如记事本），刷卡就自动键入这一串：
固化了锁屏密码的卡（含回车键），刷卡即解锁 Win10 锁定：
固化了某宝账号/登陆码的卡，刷两次（第一次填充账号，第二次填充登陆码）即剁手：
于是大阵得成，阵眼施以相应符篆即召唤出日常密码，高效，可靠，优雅。
最后附上相应固件供参考：
Arduino 端：
GAL16V8 端：
链接：https://pan.baidu.com/s/1hcY0jfzjq_o15n17LzQZhg?pwd=1bye
提取码：1bye
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以上，给 RC522 模块搞了套 GAL16V8 硬件链路，配合 Arduino-Leonardo 实现了 USB-HID 密码召唤大阵。
使用固化了特定文字的 RFID 符篆，即可轻松开启阵眼，实现笔记本电脑上刷卡解锁，刷卡剁手，刷卡....
最后祝大家刷卡愉快！
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雷达卡
发表于 2023-8-3 03:25:51
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