來(lái)源：國(guó)外電子元器件 作者：北京交通大學(xué) 董新宇 王占國(guó) 李杏春

    摘 要：介紹采用北京威利姆興公司at—rfmod06系列射頻基站模塊結(jié)合pic16型單片機(jī)開(kāi)發(fā)的適用于125 khz低頻的at88rf256型射頻卡讀寫(xiě)器。重點(diǎn)介紹基站模塊的硬件連接及如何通過(guò)基站完成對(duì)射頻卡的讀寫(xiě)等控制，并給出相應(yīng)的應(yīng)用軟件。

    關(guān)鍵詞：射頻卡讀寫(xiě)器；at88rf256；pic單片機(jī)；設(shè)計(jì)

    1 引言

    隨著計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，ic卡已經(jīng)融人人們的日常生活并發(fā)展成幾個(gè)大類(lèi)，其中，非接觸ic卡的出現(xiàn)引起了人們的特別關(guān)注。射頻卡屬于非接觸ic卡，它避免了普通ic卡與讀卡器之間的物理接觸，減少了卡的磨損，所以受到廣泛的歡迎。射頻卡也是射頻識(shí)別(rfid)系統(tǒng)的組成部分之一。

    射頻識(shí)別(radio frequency identification，以f簡(jiǎn)稱(chēng)rfid)技術(shù)是20世紀(jì)90年代興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信并交換數(shù)據(jù)，以達(dá)到識(shí)別目的。典型的rfid系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(tag)、讀寫(xiě)器(read／write device)及數(shù)據(jù)交換和管理系統(tǒng)等組成。電子標(biāo)簽也稱(chēng)射頻卡，具有智能讀寫(xiě)及加密通信能力。

    2 系統(tǒng)工作原理及硬件設(shè)計(jì)

    筆者設(shè)計(jì)的射頻卡讀寫(xiě)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、讀寫(xiě)器和射頻卡組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    2．1 射頻卡讀寫(xiě)器

    射頻卡讀寫(xiě)器主要由picl6型單片機(jī)和北京威利姆興公司生產(chǎn)的at—rfmodcl6系列射頻基站模塊組成。該模塊采用一種常見(jiàn)的u2270b型非接觸卡讀寫(xiě)基站電路。電路內(nèi)部集成了由片上電源、振蕩器和線圈激勵(lì)器組成的能量傳輸線路，用來(lái)給射頻卡提供工作電源；還集成了信號(hào)放大和天線驅(qū)動(dòng)線路來(lái)完成與射頻卡之間的信號(hào)發(fā)送與接收。at—rfmod06與picl6的接口電路如圖2所示。

    af—rfmod06模塊的引腳功能如表1所示。該模塊采用單列9引腳封裝，內(nèi)部集成了時(shí)鐘、射頻驅(qū)動(dòng)、濾波、放大、調(diào)制解調(diào)等模擬電路，所以按照?qǐng)D2連接好數(shù)字接口電路后，只需選擇適當(dāng)?shù)奶炀�和諧振電容器即可完成射頻電路的設(shè)計(jì)。

    在圖2中，基站天線和振蕩電容器組成了lc振蕩電路，系統(tǒng)要求產(chǎn)生的振蕩頻率限定在125 khz(±5％)，天線的振蕩幅度最高可以達(dá)到120 v，一般不要大于80 v，可以通過(guò)和天線線圈串聯(lián)的電阻器來(lái)調(diào)節(jié)天線的振蕩幅度。振蕩電容的耐壓值應(yīng)大于100 v。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試，參數(shù)設(shè)定為c=2 200 df，l=680μ h．r=82ω 。

    2．2 at88rf256型射頻卡

    at88rf256—12卡是美國(guó)atmel公司推出的一款基于125 khz工作頻率的感應(yīng)卡，可以加密．?dāng)?shù)據(jù)量為256位。作為典型的低頻、加密和可讀寫(xiě)卡．a(chǎn)t88rf256一12在市場(chǎng)上有著廣泛的應(yīng)用前景。at88rf256—12由電路和線圈組成．電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。

    電路的l1引腳和l2引腳與線圈連接，當(dāng)線圈的電感為10．1 mh時(shí)，卡片的工作頻率為125 khz。其工作電源由片內(nèi)線圈與電路內(nèi)置電容產(chǎn)生lc振蕩蓄電提供．a(chǎn)t88rf 256一12設(shè)計(jì)時(shí)把電容內(nèi)置到電路中，既減少了卡的加工環(huán)節(jié)．又提高了模塊及成卡的成品率和可靠性。lc振蕩產(chǎn)生的電能經(jīng)卡片內(nèi)的電源電路變換后分別提供給控制部分和eeprom單元。

    3 編解碼及軟件流程

    3．1 射頻卡的寄存器和命令

    卡片內(nèi)部的eeprom分為lo頁(yè)．每頁(yè)包括32位，其內(nèi)容如表2