C8051F 30x单片机低成本射频读卡器方案

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C8051F 30x单片机低成本射频读卡器方案

时间：2009-02-26 09:56:48 来源：edmchina 作者：

该方案采用超低功耗SOC型单片机C8051F30X，流水线指令结构，70%指令执行时间为一个或两个系统时钟周期，速度可达25MIPS;灵活的时钟源；3V电压供电，端口I/O均可耐压5V,硬件增强型URAT可与外部设备直接进行串口通信，或通过UART转USB桥接芯片同外部设备进行USB接口进行通讯；SMBus总线直接与ST的射频专用收发芯片CRX14连接，对CRX14控制来实现非接触射频卡的读写。

　　一、单片机特性：

　　工作电压： 3.3V

　　超低功耗：典型工作电流　5mA@25MHz 11uA@32KHz

　　典型停机电流 0.1uA

　　16位可编程计数器/定时器阵列，有三个捕捉/比较模块

　　使用PCA或定时器和外部时钟源的实时时钟方式

　　可在运行中切换时钟源，用于节电方式

　　专用的看门狗定时器，双向复位引脚

　　在片调试

　　8K字节Flash,256字节内部数据RAM

　　8位ADC,l两个模拟比较器

　　扩展的中断系统

C8051FMCU RFID读卡器系统框图

　　二、系统组成

　　整个系统主要分成两部分（主控板和天线板），PC通过C8051FMCU RFID读卡器对相应的卡进行读写等操作，其中主控板的控制器用C8051F30X MCU,可通过USB 、RS232或RS485同PC端连接，CRX14是ST公司的非接触式射频读写芯片，用I2C总线与C8051F30X通信，实现对ISO14443 Type B协议非接触卡的读写控制。非接触式系统主要由读写器与非接触式记忆体标签组成，每一个标签读内含一个小型的记忆体晶片，可连接到小型线圈天线上。这个记忆体晶片可保存与其接触的产品项目之识别资料以及更新后的识别资料，而天线的作用则是透过射频功能将资料传送到记忆体晶片中，负责资料的输入与输出。

　　三、该读卡器主要功能与特点

　　实现对ISO14443 Type B协议非接触卡的读写（如低阶的SR系列，保密SRIX系列）

　　保密功能

　　低成本的嵌入式读写器

　　卡命令实现对卡的各种操作

　　INITIATE()

　　PCALL16()

　　SLOT_MARKER(SN)

　　SELECT(Chip_ID)

　　COMPLETION()

　　RESET_TO_INVENTORY()

　　READ_BLOCK(Addr)

　　WRITE_BLOCK(Addr,Data)

　　GET_UID()

　　防重叠，防复制功能

　　通信接口

　　USB接口

　　可调整Baud 的UART接口

　　能在苛刻的环境下工作，具有低成本和灵活性等特点

　　四、主要技术指标

　　电气性能

　　功耗 <1VA

　　工作电压范围 3.3V(主控板) 5V(天线板)

　　环境条件

　　工作温度 -20℃ ~ +55℃

　　运输存储温度 -25℃ ~ +70℃

　　相对湿度 <95%

　　射频功率： 100mW

　　射频信号 13.56MHz

　　射频信号传输率高达106Kbit/s

　　卡通讯距离 5cm左右

P89LPC903FD单片机制作射频识别装置

时间：2009-06-18 15:02:26 来源：电子技术应用作者：姬五胜,李爱武,范新胜

1 系统设计方案
　　射频识别技术（RFID）已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域[1]。本设计是RFID的一种实现。RFID技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。射频卡由P89LPC903FD单片机和DF发射模块组成，用于与射频天线的通信；阅读器用于读取射频卡的信息，由P89LPC903FD单片机、DF超再生接收模块和滤波电容组成；阅读器和射频卡均采用1.5 V干电池组合供电，容易实现所需电压的匹配；DF发射模块和超再生接收模块均接敷铜线耦合线圈。该装置采用半双工通信方式进行信息交换。射频卡接收由阅读器中的P89LPC903FD单片机产生的8位矩形脉冲信号软件编码后经发射模块进行ASK调制，通过耦合线圈将信号发送给阅读器，阅读器的耦合线圈接收信号经DF超再生接收模块接收解调并通过串行数据传输将解码数据传送至P89LPC903FD单片机后经软件解码后进行数据处理，P89LPC903FD单片机自动识别地址并驱动LED显示识别结果。
2 系统实现
2.1 元件选取
　　考虑到系统的实用性和低成本，选用PHILIPS公司生产的P89LPC903FD单片机，用DF发射模块实现315MHz的ASK调制，用DF超再生接收模块实现接收和解调[2]。
　　P89LPC903FD是一款单片封装的低成本、少引脚、高集成度Flash单片机。如图1所示，它集成了许多系统优化功能，适用于许多要求高集成度、低成本的场合。P89LPC903FD采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2～4个时钟周期，在同一时钟频率下其运行速度是8051单片机的6倍，所以只需较低的工作频率即可达到同等的工作效率，而且功耗低、EMI小。P89LPC903FD采用8脚封装，引出管脚为1、8和4脚对应的VDD、VSS和复位脚，所有口线均有LED驱动能力(4mA～20mA)[3]。在本设计中用到了它的两个串行口TXD和RXD。

2.2 系统电路图
　　系统电路分阅读器和射频卡两部分。
　　(1) 阅读器电路：将P89LPC903FD的RXD串行口连接到DF超再生接收模块的DATE端口进行数据接收和传输，将接收的数据进行软件解码后实现系统功能。VCC端口接+3V直流电源，具体电路如图2所示。该模块温度适应性强、工作稳定可靠、抗干扰能力强、容易实现软件解码，并且选择+6V直流电源供电，提高了接收模块的接收灵敏度，实用性较好。

(2) 射频卡电路：P0.2、P0.4、P0.5、P1.1端口与拨码开关4个端口连接将完成数据输入功能，输入的数据通过软件编码后经P89LPC903FD单片机的TXD串行口输出到DF发射模块的TXD端口实现射频信息的传输，VCC端口接+3V直流电源，DF发射模块的供电可选择+3V～+12V电源，所选择供电电压越大其发射距离就越远。本设计选择+6 V直流电源供电，容易实现便捷式电源设计，射频卡具体电路如图3所示。

实现单片机网络的新方法

2009-06-12 21:53

实现单片机网络的新方法

单片机网络简介
[b]1.概述[/b]
目前单片机网络技术越来越受到重视，特别是51单片机网络通信在很多实际项目中都是需要的。随着普适计算（pervasive computing）概念越来越深入人心，普适计算所倡导的无处不在的网络连接，所有的智能设备都连接到网络上的前景变得越来越明朗。

[b]2.单片机网络通讯[/b]
单片机从低端到高端有以51单片机为代表的8位单片机和以ARM为代表的32位单片机。不同档次的单片机实现网络接口的方法不同。对于像ARM等高端处理器一般都可以运行嵌入式操作系统，例如嵌入式Linux，那么此类单片机可以使用操作系统自带的TCP/IP协议栈而实现联网。

但是该方案相对51单片机应用系统来说成本较高，一个51单片机控制系统的成本可以在几十元，而使用ARM方案的话无法控制成本。那么对于51单片机网络通信问题，将是一个更加值得关注的问题。

[b]3.51单片机的网络接口[/b]
用户可能希望通过移植开源的协议栈例如uip, ZLIP等实现51单片机网络通讯，但是移植一个嵌入式TCP/IP协议栈可能需要较多的专业知识。最重要的是稳定性问题，用户自己移植的TCP/IP协议栈很难保证在任何情况下的稳定性。

[b]4.实现单片机网络通信的快速方法[/b]
使用上海卓岚的ZLSN2000串口联网模块可以方便地实现单片机网络通信（具体参考[url=http://www.zlmcu.com/products_serial_server.htm]嵌入式联网模块[/url]介绍）。使用ZLSN2000解决单片机网络问题有如下特点（参考ZLSN2000使用说明书）：

1．方便性：让单片机网络通信像单片机串口通信一样容易。
2．高稳定性：ZLSN2000可实现串口/以太网之间全双工、不间断（例如100M数据不间断发送）、高速率（例如115200波特率）地发送数据，且不丢失以字节。
3．可以进行二次开发。

在用户选择单片机网络方案的时候，可能比较关心是否能够进行二次开发。如果能够提供TCP/IP源代码，那么用户就可以直接调用类似connect, send, receive, closet, listen等socket函数，开发出用户自己的程序。一般地模块方案无法提供这些接口。卓岚科技的ZLSN2000模块充分考虑到用户的需求，提供了模块和主单片机的命令接口。主单片机通过串口发送socket命令给模块，例如让模块向某个地址进行连接，即发送 connect yourip: youport 给模块即可。这相当于用户可以直接调用socket函数。