基于TRF7960的多协议射频读卡器设计方案

1、基于trf7960的多协议射频读卡器设计方案 引言 无线识别技术()作为一项先进的自动识别和数据采集技术，已经广泛应用到生产创造、物流管理、公共平安等各个领域，并带动了读写机具和各类应用产品及系统的开发、生产和推广应用。目前，在我国应用于13.56 mhz的无线射频识别技术领域主要有2个iso标准，一个是is014443，另一个是iso15693。iso14443定义了type a、type b两种类型协议，通信速率为106 kb/s，它们的区分主要在于载波的调制深度及位的编码方式。iso15693读写距离较远，而iso14443读写距离稍近，但后者应用较广泛。这三种协议的卡在各个领域都有着比

2、较广泛的应用，而国内现有的13.56 mhz的射频读卡器，普通仅支持一种协议，且功能较为单一。基于这种现状，本文提出了基于ti公司的trf7960射频芯片和宏晶公司的 stcllf32xe高速来设计多协议射频读卡器的设计计划。在该读卡器上扩展了点阵图形液晶和串行存储器w25x80以及芯片pl2303等外围设备。lcd可以显示各种图形和汉字，串行存储器用来存储点阵字库、图形库等，usb芯片使得该读卡器省去了串口和电源供电端口，可以通过该usb接口和pc管理软件通信。该读卡器用法便利，容易，成本低，运行稳定，可以应用到各种场合。1 读卡器的硬件设计stcllf32xe单片机是宏晶科技公司设计生产的

3、单时钟/机器周期(it)的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代80，命令代码彻低兼容传统8051，但速度快812倍。内部集成高牢靠复位电路，可用在高速通信、智能控制、强干扰等场合。stcllf32xe内部有32 kb的flash，29 kb的eeprom和1 280字节的sram。本文采纳的stcllf32xe是lqfp-44引脚，除了ea、ale、psen和rst引脚可以定义为通用i/o外，还多了1 个p4口。编程支持isp下载功能，用法起来比较便利。trf7960是ti()公司推出的高频(13.56mhz)多标准射频识别(rfid)阅读器ic产品系列之一。trf7960采纳超小32-

4、pin qfn的高级封装设计，支持iso/iec 14443a/b、iso/iec 15693、iso/iec 18000-3以及ti公司的非接触支付商务与tag-it应答器产品系列。采纳trf7960的读卡器为微控制器提供了内部时钟，只需1个13.56 mhz的晶振就能工作，而不需要2个标准晶体，从而有助于降低终端读卡器产品的总物料单成本。因为组件很少，读卡器ic耗电、占用的空间也很少，因此可以解决敏感度和噪声衰减问题。其他集胜利能还包括故障检查、数据格式化、成帧以及适合多读卡器环境的防碰撞支持等。trf7960与微控制器之间通信可以用法8位并行或者串行(spi)的灵便的通信方式。该芯片还具

5、有宽泛的操作(2.75.5 v)。trf7960十分适用于平安拜访控制、产品认证以及非接触支付系统等应用。为了用法stcllf32xe单片机内部1 kb的扩展sram，此处采纳的是8位并行模拟接口方式，用单片机的p1口和trf7960的dod7相连，用p2.6、p2.7、p3.2作为控制线分离和trf7960的data clk、en、irq引脚相连。需要注重，为了使trf7960通信接口支持5 v的规律电平，应当把trf7960的vdd_i/o引脚接5 v电压。采纳模拟总线方式是一种通用的办法，特殊是对于不支持总线扩展的单片机更为重要。该设计中用法模拟总线的方式可防止trf7960和单片机内部

6、的 sram发生总线矛盾。图1是读卡器的系统硬件原理图。pl2303是prolific：公司生产的usb总线转接芯片，可以实现usb转串口，用于为计算机扩展异步串行口，或者将一般的串口设备挺直升级到usb总线。pl2303彻低兼容usbl.1、usb2.0;35 v调整输出，可以满足不同的电压输出接口;全双工发送和接收(rxd、txd);modem控制线(rts、cts、dtr、dsr、dcd和 ri);5、6、7或8位数据格式;奇偶校验或无校验;1位、1位半或2位停止位;可编程的波特率75 b/s6 mb/s等。因此，pl2303是移动系统和系统的抱负挑选，其小封装能够嵌入任何衔接件和手持设

7、备。pl2303在工作模式和休眠模式都具有很低的功耗，十分适合总线供电场合用法。usb芯片使得该读卡器省去了串口和电源供电端口，可以通过该usb接口和pc管理软件通信。显示屏采纳的是基于st7565s控制器的图形点阵lcd模块，辨别率为128×64，支持串行接口，不带汉字库。为了能使该读卡器可以应用在诸书馆图书管理方面和其他需要需要汉字显示的场合，采纳华邦公司生产的串行存储器w25x80，自行设计了gb2312汉字库和其他库。串行flash存储器以其体积小、密度高、功耗低、价位低、操作容易而备受青睐，winbond公司生产的flash存储器w25x80为8 mb串行fla-sh，大小

8、为1 mb，分为4096页，每页为256字节的存储单元，且带有256个字节的缓冲区，spi的接口方式。用法flash自行设计汉字库不仅操作非常容易，并且可以灵便地适用于多个设计计划。系统硬件电路设计应当注重的地方如下：尽量让滤波逼近芯片，特殊是10 nf的电容，这样对高频信号举行有效的滤波;尽量削减布线地的回路，所以要求接地的过孔尽量逼近元器件或者ic的接地端;2个的放置应当成90°的方向，这样主要削减2个电感之间的耦合;数字地和模拟地最好是在不同的地方，最好通过磁珠或电感举行衔接;保证芯片中间的部分足够接地，可以在电路板上打9个孔，让芯片充分接地和散热;布线时尽量削减辅线的长度，特

9、殊是射频前端，让元器件保持紧凑、射频输出前端最好保持畅通的输出;在电路中最好加一些测试点，便利调整硬件电路;尽量避开在射频线路中通过数字信号。2 读卡器的软件设计设计好硬件平台之后，就需要设计系统的软件模块。在软件模块设计中stcllf32xe单片机和trf7960之间的模拟通信是最关键的一步，由于惟独打通了底层通信的关键环节，stcllf32xe才干进一步通过控制trf7960实现读/写卡的基本操作。为了实现这一步，首先要弄清晰 trf7960的读写时序。起始条件是clk为高，然后先发送8位地址，再发送数据。发送格式在时钟的下降沿举行发送，当clk为高时，在a/d有1个下降沿，表示结束。按照该时序图可以写出stcllf32xe单片机从trf7960读/写1个字节的实现代码：stcllf32xe单片机主要就是通过调用这两个最基本的函数来实现对trf