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基于FM1702SL的射頻讀寫器

作者: 時(shí)間:2010-03-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/157588.htm

  系統(tǒng)框圖如圖1所示,系統(tǒng)由MCU、鍵盤、EEPROM、FMl702SL、液晶屏、485通信模塊組成。MCu控制FMl702對(duì)Mifare卡進(jìn)行讀寫操作,再根據(jù)得到的相應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)液晶屏、EEPROM進(jìn)行相應(yīng)的操作。MCU 與PC機(jī)通過(guò)485,總線通信,即使PC機(jī)與MCU之間通信發(fā)生異常,MCU也可以獨(dú)立工作,在與PC機(jī)通信恢復(fù)之后,MCU可以將備份在EEPROM中的信息再傳給PC機(jī)。

系統(tǒng)框圖

  P8912C931是一款單片封裝的微控制器。P89LPC931采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu),指令執(zhí)行時(shí)間只需2~4個(gè)時(shí)鐘周期。 P89LPC931集成了許多系統(tǒng)級(jí)的功能,這樣可大大減少元件的數(shù)目和電路板面積,并降低系統(tǒng)的成本。EEPROM用的是FM24C64L,它是一款以 I2C為操作方式的存儲(chǔ)芯片。液晶驅(qū)動(dòng)芯片是PCF8576,也是以I2C為操作方式。整個(gè)系統(tǒng)用12V電源供電,再由穩(wěn)壓芯片2576穩(wěn)壓成3.6V。

  工作原理

  Mifare卡包含一片容量為8K位EEPROM,為16個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)為4塊,每塊16個(gè)字節(jié),以塊為存取單位,每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問(wèn)控制。每張卡有唯一序列號(hào),為32位。無(wú)電源,自帶高頻天線,內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路。

  信息存儲(chǔ)在Mifare卡里,與Mifare卡通過(guò)各自的天線建立起二者之間非接觸信息傳輸通道。當(dāng)Mifare卡進(jìn)人系統(tǒng)的工作區(qū)域時(shí),向Mifare卡發(fā)一組固定頻率的電磁波,Mifare卡內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路,其頻率與發(fā)射的頻率相同,在電磁波的激勵(lì)下,Lc諧振電路產(chǎn)生共振,從而使電容內(nèi)有了電荷,在這個(gè)電容的另一端,接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?,將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存,當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí),此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或讀取讀寫器的數(shù)據(jù)。通過(guò)調(diào)整天線驅(qū)動(dòng)電壓可以改變通信的最長(zhǎng)距離。

  FMl702SL與MCU的接口電路

FMl702SL與MCU的接口電路

  電路如圖2所示,MCU與FMl702SL是通過(guò)SPI總線通信的,采用中斷工作模式。需要注意的是在FMl702SL復(fù)位后,必須進(jìn)行一次初始化程序以便初始化SPI接口模式,而且可以同步MCU和FMl702SL的啟動(dòng)工作。

  讀寫器天線的設(shè)計(jì)

等效成R

  根據(jù)互感原理可知,半徑越大、匝數(shù)越多,讀寫器上的天線和卡上的天線的互感系數(shù)就越大。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求,卡和讀寫器的通信距離為10cm。天線可等效成R、L、c并聯(lián)回路,示意圖如圖3所示,圖3中,L為天線的自感,R為天線的等效電阻,C為天線的分布電容。圖4為天線的PCB圖。

  設(shè)計(jì)天線時(shí)還要注意天線的品質(zhì)因數(shù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISOl4443規(guī)定無(wú)論TYPEA或TYPEB非接觸式IC卡,讀寫器和卡之間的數(shù)據(jù)傳輸速度為 106kbit/s,載波的頻率f0=13.56MHz,因此,每一位的數(shù)據(jù)維持的時(shí)間tO=106/104k=9.44μs,TypeA類卡智能卡讀寫器到卡的信號(hào)編碼是修正米勒編碼,傳送每一位數(shù)具有t=3μs的載波中斷,因此,該信號(hào)的帶寬近似為 B=lT=1/3μs=333.333kHz,故天線的品質(zhì)因數(shù)Q= fO/B=13.56 MHz33.333kHz=35,天線的傳輸帶寬與品質(zhì)因數(shù)成反比關(guān)系。因此,過(guò)高的品質(zhì)因數(shù)會(huì)導(dǎo)致帶寬縮小,從而減弱讀寫器的調(diào)制邊帶,會(huì)導(dǎo)致讀寫器無(wú)法與卡通信。

  讀寫器對(duì)卡的操作流程

操作步驟


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