8位微控制器在RF讀卡控制中的應用

文章出處：http://hz-huyue.com 作者：徐波   人氣： 發表時間：2011年10月22日

隨著國內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于越來越多的領域，智能門禁系統、汽車智能防盜報警裝置等都成為 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采用RF讀卡控制系統。射頻讀卡控制的便捷和安全性實現了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干擾也對射頻讀卡微控制器提出了更加嚴格的抗干擾要求性能。為了迎合控制領域的這種需求，很多半導體廠商發展了眾多新技術極大改善了單片機的多項性能指標，擴大了8位單片機的應用范圍。 本文介紹了采用 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 作為控制系統中的控制芯片，這里以微控制器 IC P89LPC932 為例，這是一款8位FLASH 微控制器，采用六倍速80C51內核。 P89LPC932提供內部PWM功能， I/O 口可承受5V ，所有PIN腳均20mA 的 LED 驅動能力。 P89LPC932A1 片內有 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于驅動發射應答系統的天線，將數據調制到天線信號上發送出去，檢測并解調發射 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，被視為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。在芯片內部有存儲區，可以存儲相應的卡片信息（如 ID 號等）。  

    控制原理  

    RF 基站模塊上電后會通過 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，會自動將電磁能轉化為電能并自行充電。當 RF 卡充電完畢后， P89LPC932 將控制基站模塊解碼、讀取存于射頻卡中的 ID 碼，并將它與存于微控制器內部的 EEPROM 中的 ID 碼比較，如果兩者相同則微控制器會發出 PWM 信號控制點火過程，啟動引擎，如果不一致，則發出相應的報警信號 ( 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：信號接收部分（包括接收天線，基站芯片），核心控制部分（控制芯片），狀態指示部分（指示燈）。其中信號接收部分通過天線線圈和 ID 卡進行信號交互，解調、編解碼及為卡充電，控制芯片則負責系統的各項功能的實現，指示燈進行各種狀態的指示（如異常狀態指示等）。以下從具體設計細節介紹。  

　 IO驅動 

    由于本方案中所采用的基站芯片為 5V（VDD）供電，其邏輯輸入 (控制信號管腳TXCT, 數據信號管腳SCIO)的最小輸入高電平為: V HIGH =0.7*V DD =0.7*5V=3.5V ， 高于 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管將邏輯高電平抬高，當P89LPC932的P0.0腳高電平時，三極管導通，TXCT腳為低電平。反之，P0.0輸出低電平時三極管截止，TXCT腳為高電平（>3.5V），通過這種設計使微控制器輸出的高電平信號能夠被基站芯片識別。