STM32的RFID手持終端硬件設(shè)計
TFTLCD部分采用了26萬色的TFTLCD屏幕,分辨率為320×240,可以實現(xiàn)友好的人機接口界面顯示。TFTLCD控制器采用了Ilitek公司生產(chǎn)的IL19320,可以通過多種并行通信方式與微控制器通信。為了加快傳輸速率以顯示彩色界面,這里采用了16位的并行總線與STM32F103VET6相連接。為了降低系統(tǒng)功耗,通過BL_VDD引腳控制屏幕背光,如果一段時間內(nèi)沒有對觸摸屏或鍵盤進行操作,屏幕背光將熄滅。
TFTLCD屏幕自帶電阻式觸摸屏,利用壓力感應(yīng)進行控制。電阻式觸摸屏成本低、精度高、不怕灰塵、水汽和油污,在惡劣的移動使用環(huán)境下不易損壞,吏適用于本RFID手持終端。采用了TI公司生產(chǎn)的ADS7846作為觸摸屏控制芯片。ADS7846內(nèi)部集成了12位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換速率為125 kHz。使用時,ADS7846通過兩次A/D轉(zhuǎn)換得到觸點位置的X、Y坐標,通過SPI總線與STM32F103VET6通信,完成對控制信息的輸入。ADS7846電路原理圖如圖4所示。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155039.htm
由于手持終端的便攜性需求,TFTLCD屏幕不可能太大。這樣,若通過TFTLCD屏幕顯示的虛擬鍵盤輸入數(shù)據(jù),每個按鍵的空間很小,會給輸入帶來困難。因此,在STM32F103VET6的通用I/O口上連接了矩陣鍵盤,通過鍵盤掃描完成數(shù)據(jù)的輸入。使用了STM32F103VET6的PD0~PD15共16個通用I/O口連接鍵盤,最多可連接64個按鍵,有效減少了處理器I/O資源的占用。使用時,可以根據(jù)實際需要,連接相應(yīng)數(shù)量的按鍵。
2.4 數(shù)據(jù)存儲部分的設(shè)計
STM432F103VET6內(nèi)部的存儲資源包括64 KB的SRAM和512 KB的Flash。為了完成對RFID手持終端工作狀態(tài)、用于顯示的資源以及大量射頻標簽數(shù)據(jù)的存儲,需要對數(shù)據(jù)存儲部分加以擴展。手持終端采用了Atmel公司生產(chǎn)的EEPROM芯片AT24C64存儲手持終端工作狀態(tài)。該芯片可以存儲64 Kb的數(shù)據(jù),相當于8192字節(jié)。該芯片通過I2C總線與STM32F103VET6進行通信,包括數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL。由于I2C總線接口采用開漏輸出,必須通過外部上拉電阻將信號線拉至高電平。綜合考慮端口驅(qū)動能力和信號傳輸速率,選用4.7 kΩ的上拉電阻。使用時,AT24C64中存儲了手持終端的ID信息,在與上位機通信時進行安全認證。AT24C64中也存儲了觸摸屏的校準數(shù)據(jù),實現(xiàn)觸摸屏和TFTLCD之間的坐標轉(zhuǎn)換。SD卡體積小、容量大、傳輸速率快,廣泛應(yīng)用于移動設(shè)備。本手持終端采用了SD卡存儲漢字字庫、界面圖片和射頻卡中讀取的數(shù)據(jù)。SD卡通過SPI總線與STM32F103VET6進行通信,經(jīng)實驗證明每秒可以傳輸2 MB以上的數(shù)據(jù),可以滿足手持終端對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。另外,由于SD卡可以很方便地從手持終端巾取出,也可以使用上位機的通用讀卡器對SD卡進行讀寫,實現(xiàn)手持終端和上位機的數(shù)據(jù)交換。
2.5 數(shù)據(jù)通信部分的設(shè)計
RFID手持終端使用STM32F103VET6芯片內(nèi)部集成的USB總線與上位機完成有線通信。USB總線支持即插即用和熱插拔,使用方便。同時,USB 2.0全速總線支持480 Mbps的傳輸速率,可以快速將手持終端中的信息傳輸?shù)缴衔粰C。為了滿足手持終端的移動使用需求,采用了Sim com公司牛產(chǎn)的GPRS模塊SIM300,它的工作頻率為GSM/GPRS 900/1800 MHz,可以在低功耗的條件下,完成手持終端數(shù)據(jù)的無線傳輸。在使用時,通過STM32F103VET6的USART串口與SIM300模塊連接,通過AT指令實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)發(fā)送等功能。
3 系統(tǒng)測試
設(shè)計了RFID手持終端的PCB板,其主板大小約為1 6 cm×9 cm,可以滿足手持終端的便攜需求。使用STM32F103VET6自帶的ISP下載工具通過USART串口將程序下載后,使用本RFID手持終端對符合ISO/IEC14443和ISO/IEC 15693標準的射頻標簽進行讀寫,操作距離均不小于8 cm,讀卡及顯示速度均滿足使用需求。
將讀卡得到的數(shù)據(jù)存儲到SD卡中,通過USB總線或GPRS模塊發(fā)送到上位機,上位機可以接收到卡號、扇區(qū)、數(shù)據(jù)等信息以便進行進一步的數(shù)據(jù)處理。
結(jié)語
本文詳細介紹了基于STM32F103VET6的13.56MHz RFID手持終端的硬件沒計方法。該讀卡器具有處理速度快、功耗低、人機交互友好、與上位機通信方便等特點,適用于多種需要移動應(yīng)用的場合,尤其適用于物流行業(yè),具有廣闊的應(yīng)用前景。
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