非接触式RFID的读写器系统设计

的液晶显示，图2中，ADJ、CTRL是与MAX749相连的，提供LCD所需的-20 V电压；C5、C6、C7、E4、E7以及DO～D7是与LCD相连的控制信号与数据信号；同时也通过MAX232控制无线收发模块AYG一59C数据的发送和接收。

2．2射频部分

　　微处理器与RI-R6C一001A之间的通信主要通过几根连线实现，图3所示为射频芯片加外围器件的应用原理[2]。

　　射频电路由三大部分组成：RI-R6C一001A应用电路，与单片机相连的接口电路，天线发送、接收电路。在RI-R6C-001A应用电路中，L1、 L2、C2组成的T型网络以及L3、C9组成的LC网络都起滤波作用，使RI-R6C-001A通过天线接收的数据不至于流向发送端TX-OUT，因为此芯片发送数据时频率是13．56 MHz，而接收
信号的副载波频率是13．56 MHz／28和13．56 MHz／32(FM)或13．56 MHz／32(AM)，R-MOD端的电阻R2决定发送信号的调制深度；R3、L4、C10、C11组成串联谐振电路，匹配阻抗为50 Ω。可调电容C11用来准确调整电路谐振点在13．56 MHz，这一设计有利于阅读器正确的收／发信息。

3系统软件设计

　　RI-R6C-001A射频芯片正常工作时，一个基本的请求、应答时序如图4所示。

　　由图4可知，当控制器由发送转换为接收过程中，它同时由主动转化为被动，由发送时钟转换为接收时钟。这里有时钟切换问题。

　　a时刻表示控制器发送数据结束(发送数据时由控制器送出时钟)；b时刻控制器把DIN置高电平，为SCLOCK准备一个控制模式的转换或者准备一个结束信号 ES1；c时刻DIN下降，控制器明确表明把SCLOCK的控制权交给射频芯片RI-R6C一001A(此时SCLOCK=O，并且控制器和射频芯片RI -R6C-001A的时钟线都处于输出状态)；d时刻DIN再次置高电平，表明控制器离开对总线的控制，直到DIN下降从而要求收回时钟的控制权。在d时刻，SCLOCK仍然等于O，但控制器的SCLOCK引脚为输入状态，射频芯片RI-R6C-001A的SCLOCK引脚为输出状态。d时刻之后，射频芯片RI-R6C-001A便开始把接收到的从标签过来的数据送给控制器，以便下一步对收到的数据进行处理。当射频芯片RI-R6C-001A控制时钟时，它将发送一个S2给控制器。S2对应于标签发过来的SOF，然后接着发送数据7位(图中所示)和一个ES2对应于标签过来的EOF。e时刻表示标签过来的数据射频芯片RI-R6C-001A传送结束。e时刻之后，控制器把DIN置低的目的是收回时钟的控制权，DIN引脚再一次出现一个高电平脉冲，表示控制器收回了对时钟的控制权，在高电平脉冲期间时钟将改变方向。根据需要，可以再进行下一次发送指令。

　　在智能车辆识别系统中，阅读器对应答器的操作主要是读标签的UID，因此，实现软件时，应严格按照图4所示的时序要求。其实，阅读器对接收到的一系列数据先进行判断，然后决定执行什么命令，再将该命令转换为应答器所能接受的无线处理方式。注意，由于阅读器对命令的分析和执行都需要时间，所以要保证操作完成的速度和正确性。例如，在发命令CMD 之后，要有一个很短的时间延迟，再发二进制数据，以确保RI-R6C-001A能正确地动作。操作指令和参数均用十六进制数表示；同时，阅读器按照 ISO15693无线协议规范，将命令信息包调制发出。当得到应答器的应答信息后，再向控制器发送操作结果信息。命令处理过程实际上是命令的解释和执行过程。下面以读一个标签的UID为例(其他命令的用法与之类似)，给出系统的工作流程，如图5所示。

　　下面是读标签UID的程序段[5-6]：

　　由SPI口模拟的RI-R6C-001A的时序结果如图6所示。图6中，上升沿采样数据，两幅图中均有两个信号，上面的是时钟信号 SCLOCK，下面的是数据线DIN。起始位后，发送的数据是十六进制的7D，紧接着是停止位，然后又是一个起始位，依次循环。从时序图中可以看出，用 SPI口能完全模拟该射频芯片的协议。

结语

　　本系统在完成硬件和软件设计后进行了制版、调试和测试。经过测试，阅读器完成了与IC卡之间的数据传输，已经可以使用。系统中程序的设计采用PIC16F87X汇编语言和C语言，通过利用PC机、仿真器以及MPLAB ICE集成开发环境，完成了软件的调试。如果硬件和软件设计合理，则可进一步提高其可靠性和安全性，再加上成本低廉、读写电路简单，应用必然会更加广泛。