基于TRF7960的多協(xié)議射頻讀卡器設(shè)計方案

1、基于trf7960的多協(xié)議射頻讀卡器設(shè)計方案 引言 無線識別技術(shù)()作為一項先進的自動識別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，已經(jīng)廣泛應用到生產(chǎn)創(chuàng)造、物流管理、公共平安等各個領(lǐng)域，并帶動了讀寫機具和各類應用產(chǎn)品及系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)和推廣應用。目前，在我國應用于13.56 mhz的無線射頻識別技術(shù)領(lǐng)域主要有2個iso標準，一個是is014443，另一個是iso15693。iso14443定義了type a、type b兩種類型協(xié)議，通信速率為106 kb/s，它們的區(qū)分主要在于載波的調(diào)制深度及位的編碼方式。iso15693讀寫距離較遠，而iso14443讀寫距離稍近，但后者應用較廣泛。這三種協(xié)議的卡在各個領(lǐng)域都有著比

2、較廣泛的應用，而國內(nèi)現(xiàn)有的13.56 mhz的射頻讀卡器，普通僅支持一種協(xié)議，且功能較為單一。基于這種現(xiàn)狀，本文提出了基于ti公司的trf7960射頻芯片和宏晶公司的 stcllf32xe高速來設(shè)計多協(xié)議射頻讀卡器的設(shè)計計劃。在該讀卡器上擴展了點陣圖形液晶和串行存儲器w25x80以及芯片pl2303等外圍設(shè)備。lcd可以顯示各種圖形和漢字，串行存儲器用來存儲點陣字庫、圖形庫等，usb芯片使得該讀卡器省去了串口和電源供電端口，可以通過該usb接口和pc管理軟件通信。該讀卡器用法便利，容易，成本低，運行穩(wěn)定，可以應用到各種場合。1 讀卡器的硬件設(shè)計stcllf32xe單片機是宏晶科技公司設(shè)計生產(chǎn)的

3、單時鐘/機器周期(it)的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代80，命令代碼徹低兼容傳統(tǒng)8051，但速度快812倍。內(nèi)部集成高牢靠復位電路，可用在高速通信、智能控制、強干擾等場合。stcllf32xe內(nèi)部有32 kb的flash，29 kb的eeprom和1 280字節(jié)的sram。本文采納的stcllf32xe是lqfp-44引腳，除了ea、ale、psen和rst引腳可以定義為通用i/o外，還多了1 個p4口。編程支持isp下載功能，用法起來比較便利。trf7960是ti()公司推出的高頻(13.56mhz)多標準射頻識別(rfid)閱讀器ic產(chǎn)品系列之一。trf7960采納超小32-

4、pin qfn的高級封裝設(shè)計，支持iso/iec 14443a/b、iso/iec 15693、iso/iec 18000-3以及ti公司的非接觸支付商務(wù)與tag-it應答器產(chǎn)品系列。采納trf7960的讀卡器為微控制器提供了內(nèi)部時鐘，只需1個13.56 mhz的晶振就能工作，而不需要2個標準晶體，從而有助于降低終端讀卡器產(chǎn)品的總物料單成本。因為組件很少，讀卡器ic耗電、占用的空間也很少，因此可以解決敏感度和噪聲衰減問題。其他集勝利能還包括故障檢查、數(shù)據(jù)格式化、成幀以及適合多讀卡器環(huán)境的防碰撞支持等。trf7960與微控制器之間通信可以用法8位并行或者串行(spi)的靈便的通信方式。該芯片還具

5、有寬泛的操作(2.75.5 v)。trf7960十分適用于平安拜訪控制、產(chǎn)品認證以及非接觸支付系統(tǒng)等應用。為了用法stcllf32xe單片機內(nèi)部1 kb的擴展sram，此處采納的是8位并行模擬接口方式，用單片機的p1口和trf7960的dod7相連，用p2.6、p2.7、p3.2作為控制線分離和trf7960的data clk、en、irq引腳相連。需要注重，為了使trf7960通信接口支持5 v的規(guī)律電平，應當把trf7960的vdd_i/o引腳接5 v電壓。采納模擬總線方式是一種通用的辦法，特殊是對于不支持總線擴展的單片機更為重要。該設(shè)計中用法模擬總線的方式可防止trf7960和單片機內(nèi)部

6、的 sram發(fā)生總線矛盾。圖1是讀卡器的系統(tǒng)硬件原理圖。pl2303是prolific：公司生產(chǎn)的usb總線轉(zhuǎn)接芯片，可以實現(xiàn)usb轉(zhuǎn)串口，用于為計算機擴展異步串行口，或者將一般的串口設(shè)備挺直升級到usb總線。pl2303徹低兼容usbl.1、usb2.0;35 v調(diào)整輸出，可以滿足不同的電壓輸出接口;全雙工發(fā)送和接收(rxd、txd);modem控制線(rts、cts、dtr、dsr、dcd和 ri);5、6、7或8位數(shù)據(jù)格式;奇偶校驗或無校驗;1位、1位半或2位停止位;可編程的波特率75 b/s6 mb/s等。因此，pl2303是移動系統(tǒng)和系統(tǒng)的抱負挑選，其小封裝能夠嵌入任何銜接件和手持設(shè)

7、備。pl2303在工作模式和休眠模式都具有很低的功耗，十分適合總線供電場合用法。usb芯片使得該讀卡器省去了串口和電源供電端口，可以通過該usb接口和pc管理軟件通信。顯示屏采納的是基于st7565s控制器的圖形點陣lcd模塊，辨別率為128×64，支持串行接口，不帶漢字庫。為了能使該讀卡器可以應用在諸書館圖書管理方面和其他需要需要漢字顯示的場合，采納華邦公司生產(chǎn)的串行存儲器w25x80，自行設(shè)計了gb2312漢字庫和其他庫。串行flash存儲器以其體積小、密度高、功耗低、價位低、操作容易而備受青睞，winbond公司生產(chǎn)的flash存儲器w25x80為8 mb串行fla-sh，大小

8、為1 mb，分為4096頁，每頁為256字節(jié)的存儲單元，且?guī)в?56個字節(jié)的緩沖區(qū)，spi的接口方式。用法flash自行設(shè)計漢字庫不僅操作非常容易，并且可以靈便地適用于多個設(shè)計計劃。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計應當注重的地方如下：盡量讓濾波逼近芯片，特殊是10 nf的電容，這樣對高頻信號舉行有效的濾波;盡量削減布線地的回路，所以要求接地的過孔盡量逼近元器件或者ic的接地端;2個的放置應當成90°的方向，這樣主要削減2個電感之間的耦合;數(shù)字地和模擬地最好是在不同的地方，最好通過磁珠或電感舉行銜接;保證芯片中間的部分足夠接地，可以在電路板上打9個孔，讓芯片充分接地和散熱;布線時盡量削減輔線的長度，特

9、殊是射頻前端，讓元器件保持緊湊、射頻輸出前端最好保持暢通的輸出;在電路中最好加一些測試點，便利調(diào)整硬件電路;盡量避開在射頻線路中通過數(shù)字信號。2 讀卡器的軟件設(shè)計設(shè)計好硬件平臺之后，就需要設(shè)計系統(tǒng)的軟件模塊。在軟件模塊設(shè)計中stcllf32xe單片機和trf7960之間的模擬通信是最關(guān)鍵的一步，由于惟獨打通了底層通信的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，stcllf32xe才干進一步通過控制trf7960實現(xiàn)讀/寫卡的基本操作。為了實現(xiàn)這一步，首先要弄清晰 trf7960的讀寫時序。起始條件是clk為高，然后先發(fā)送8位地址，再發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送格式在時鐘的下降沿舉行發(fā)送，當clk為高時，在a/d有1個下降沿，表示結(jié)束。按照該時序圖可以寫出stcllf32xe單片機從trf7960讀/寫1個字節(jié)的實現(xiàn)代碼：stcllf32xe單片機主要就是通過調(diào)用這兩個最基本的函數(shù)來實現(xiàn)對trf