8位微控制器在RF讀(dú)卡控制中的應(yīng)用
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發布日期：2009-02-18 08:53:28
文章标簽：8位微控制器在RF讀(dú)卡控制中的應(yīng)用
摘要
8位微控制器在RF讀(dú)卡控制中的應(yīng)用
來源 ：EDN China 作者 ：徐波
摘要 ： 基於射頻 ID reader 基站 IC，通過讀取射頻感應卡中的 ID 碼並對其校驗，根據校驗結果正誤來決定是否實現對各種控制過程的觸發 ，本文給出瞭採用 8 位 微控制器 設計的 RF 讀卡控制的應用方案。
随著國内射頻讀卡控制市場的不斷發展，非接觸式射頻讀卡系統被應用於越來越多的領域，智能門禁系統、汽車智能防盜報警裝置等都成爲 RF讀卡控制的重要應用領域，而摩托車引擎點火等傳統控制領域也開始採用RF讀卡控制系統。射頻讀卡控制的便捷和安全性實現瞭科技對傳統控制領域的發展的促進，同時工業控制中的各種電磁幹擾也對射頻讀卡微控制器提出瞭更加嚴格的抗幹擾要求性能。爲瞭迎合控制領域的這種需求，很多半導體廠商發展瞭衆多新技術極大改善瞭單片機的多項性能指标 ，擴大瞭8位單片機的應用範圍。 本文介紹瞭採用 8bit單片機的RF讀卡控制系統的方案原理及實現。
微控制器
本方案中以 8位單片機 作爲控制系統中的控制芯片，這裏以微控制器 IC P89LPC932 爲例，這是一款 8 位 FLASH 微控制器，採用六倍速 80C51 内核。 P89LPC932 提供内部 PWM 功能， I/O 口可承受 5V ，所有 PIN 腳均有 20mA 的 LED 驅動能力 。 P89LPC932A1 片内有 512 字節 E 2 PROM ，字節可擦除，本方案中被用來存放器件序列碼或系統設置參數 。
發射機應答基站芯片
發射機應答基站芯片用於驅動發射應答系統的天線，将數據調制到天線信号上發送出去，檢測並解調發射 感應器芯片 的響應 。
感應器（ transponder IC）
感應器芯片是非接觸式 R/W 辨識集成電路，連接到芯片上的單一天線線圈，被視爲集成電路的電力驅動補給和雙向信息的溝通接口。天線和芯片一起構成應答式卡片。在芯片内部有存儲區 ，可以存儲相應的卡片信息（如 ID 号等）。
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控制原理
RF 基站模塊上電後會通過 440uH 的線圈發射 134.2kHz 電磁波，當 RF 感應卡 進入這個電磁場中時 ，會自動将電磁能轉化爲電能並自行充電。當 RF 卡充電完畢後 ， P89LPC932 将控制基站模塊解碼、讀取存於射頻卡中的 ID 碼 ，並将它與存於微控制器内部的 EEPROM 中的 ID 碼比較，如果兩者相同則微控制器會發出 PWM 信号控制點火過程，啓動引擎，如果不一緻 ，則發出相應的報警信号 ( 如指示燈閃動 ) 。
方案介紹
硬件設計部分
在系統方案中 ，硬件部分包括以下部分：信号接收部分（包括接收天線，基站芯片），核心控制部分（控制芯片），狀态指示部分（指示燈）。其中信号接收部分通過天線線圈和 ID 卡進行信号交互，解調、編解碼及爲卡充電，控制芯片則負責系統的各項功能的實現 ，指示燈進行各種狀态的指示（如異常狀态指示等）。以下從具體設計細節介紹。
圖 2
1．IO驅動
由於(yú)本方案中所採(cǎi)用的基站芯片爲 5V（VDD）供電，其邏輯輸入 (控制信号管腳TXCT, 數據信号管腳SCIO)的小輸入高電平爲: V HIGH =0.7*V DD =0.7*5V=3.5V ， 高於(yú) P89LPC932的邏輯高電平3.3V。在這個方案中，從圖3中可以看出，TXCT腳通過一個NPN管将邏輯高電平擡高，當P89LPC932的P0.0腳高電平時，三極管導通，TXCT腳爲低電平。反之，P0.0輸出低電平時三極管截止，TXCT腳爲高電平（>3.5V），通過這種設計使微控制器輸出的高電平信号能夠被基站芯片識别。
圖 2
