一款新型太阳能无线超高频阅读器的设计

同理，有USB充电时，Q1也截止，USB为整个系统提供电能。由于电池电源不稳定，所以还要加上一个DC-DC升压电路SP6641B-5，为阅读器模块提供稳定的5 V输入电压。

　　LPC的AD0.0引脚接图4所示的VADC，引脚P0.1接OP输出EINT0，实现实时电池电压监测。当电压低于1.5 V(锂电池电压低于3 V被分压)时，设置P0.1接收高电平中断，系统进入掉电模式。而当电池电压高于3.9 V时，OP的输出EINT0将输出高电平，产生EINT0中断，将系统从掉电模式唤醒。3.9 V和3 V有0.9 V的窗口，从而避免监测误差使系统频繁地在正常模式和掉电模式间切换。

　　2 太阳能无线UHF阅读器软件设计

　　2.1 PIE编码和Miller序列解码

　　关于基带信号处理，关键是PIE码的产生和Miller序列的解码。

　　根据ISO18000-6C协议，Tari为询问机向标签发送信号(PIE码)的基准时间间隔，即数据0的持续时间。PW为Tari时间间隔中，低电平所持续的时间。本设计选择Tari为6.25 μs，PW为3.125 ?滋s。数据1的周期为12.5 μs，PW为3.125 μs。为了方便通过PWM产生波形，将数据1的波形分成6.25 ?滋s高电平再加上数据0的波形。LPC2138的PWM5(引脚P0.21)作为PWM输出。寄存器PWMMR0设置PIE序列周期，PWMMR5设置下降沿的位置。在PWM中断处理程序中更新寄存器PWMMR0和PWMMR1的值来产生下一个PIE序列。

　　标签发射回的信息符合FM0编码规则：(1)在每位数据边界倒转相位。(2)数据0在其中间有一个相位倒转。一般一个FM0码用一个副载波表示，但有时为了降低信号检测误码率，可以用2、4或者8个副载波表示一个FM0码，称之为Miller副载波调制技术。阅读器发送query命令时选择副载波数，本设计采用M=2。Miller2码的规则：每个数据序列用两个副载波周期表示，数据0的副载波周期不发生相位翻转，数据1的副载波周期发生相位翻转，两个数据0边界要发生相位翻转。在本设计中将query中的TRext位设为1，这样每次从标签中返回Miller序列时，都有16个前导0加上010111(前同步码)，通过检测前导序列来判断是否已经开始反射数据。

　　通过LPC2138定时器0的捕获功能和状态机完成Miller2序列的检测。研究Miller2序列发现，Miller2序列下降沿的时间间隔只有图5所示的两种情况：T或者1.5T(T为Tari=6.25 μs)。通过定时器0的捕获通道0捕获Miller序列的下降沿，并在中断处理程序中读取当前定时器快照的计数值，求出与上次计数值的差值。然后通过图6所示的状态机，就能够解码标签反射的Miller2序列。如图6所示，Sx为起始状态，a/b(a:输入，b:输出)箭头指向从初态到次态。

　　LPC2138接收Miller2序列的引脚为P0.2，设置该引脚捕获下降沿，下降沿到来时，进入中断处理程序，读取捕获寄存器CR0的值。计算出与上次下降沿之间的差值a，将差值存入FIFO(全局数组)中，在没有下降沿捕获时，处理器执行解码程序。本设计采用边接收编解码的方法。这是因为，根据ISO18000-6C协议，命令间有时限要求，若接收完Miller2序列后，再进行解码，可能会破坏这种时限。

　　2.2 ISO18000-6C命令和多任务的实现

　　2.2.1 ISO18000-6C命令

　　完成了PIE码发送和标签返回Miller2副载波的解码，就能够很容易地实现ISO18000-6C规定的所有命令。根据协议，命令分为三类：选择命令(select)、盘存命令(query、queryadjust、ACK等)和访问命令(Read、Write、Lock、BlockWrite、BlockErase)。根据协议中命令的格式，分别予以实现。

　　2.2.2 多任务的实现

　　μCOS-II[8]是一款抢占式多任务操作系统内核，应用十分广泛，将其移植到LPC2138也十分容易。本设计要求阅读器有以下功能：多卡访问(盘存)、单卡访问、低电压监测。多卡访问操作即批量读卡;单卡访问即对一张卡进行读/写、锁定和批量访问等操作;低电压监测实现检测电池电压的功能，当电池电压低于门限电压下限时，让阅读器工作于掉电模式，待电池电压恢复到门限电压上限时将系统唤醒。

　　创建3个用户任务：MainTask、Tag_Inventory、Tag_Operate，创建2个信号量：Semp_Invent和Semp_Operate。MainTask任务优先级最高，设为5，完成电压检测和操作模式的选择;任务Tag_Inventory优先级为6，完成多卡访问;任务Tag_Operate优先级为7，完成单卡访问。当进入MainTask任务后，马上获取2个信号量，使用case语句实现任务选择，选择到某项任务后，释放该任务所对应的信号量，执行相应任务。在任务中，先获取相应信号量，如OSSemPend(Semp_Invent,0,&err)，然后执行该任务，最后释放信号量OSSemPost(Semp_Read)。

主任务中有两项功能：(1)完成对系统电压的检查。当电压小于3.0 V时，系统进入掉电模式，之后，