物联网
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2011/3/31 15:54
基于ATMEGA64L的RFID读卡器设计[图]
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本文把RFID技术应用到物流系统中,实现了基于RFID技术的物流系统的软硬件原型。

系统硬件设计

为了增强读写模块的通用性和扩展性,在硬件设计时遵循模块化的设计思想。整个读写模块由三大部分组成:

主控MCU,主要提供对射频读写芯片的控制操作。

射频读写芯片,负责接收主控MCU的控制信息并完成与RFID卡的通信操作。为了正常工作,射频读写芯片须选用合适的并行接口与MCU连接。而为了发送、接收稳定的高频信号,射频读写芯片要通过高频滤波电路与天线部分连接。

天线部分,包括线圈及匹配电路。

在所设计的TRH031M评估板中,主控MCU主要由微控制器ATMEGA64L和电源电路、复位电路、晶振电路、JTAG接口、RS-232串口接口组成;同时增加了人机接口显示电路,采用EDM12864液晶显示控制器;射频读写芯片采用TRH031M多协议读卡器芯片。微控制器ATMEGA64L和TRH031M之间通过锁存器SN74HC373N连接。TRH031M评估板总体设计见图1。

基于ATMEGA64L的RFID读卡器设计

图1 TRH031M评估板总体设计框图

RFID接口电路

TRH031M是一款三合一的芯片,兼容ISO14443 Type A&B以及ISO15693协议。TRH031M工作电压范围在2.7V-3.6V,最大特点是功耗极低,芯片的封装方式也特别适合用在手持机方面的产品上。MCU对TRH031M的控制是通过对其内部寄存器的读写来实现的。TRH031M内部共有64个寄存器,分成8页,每页8个寄存器。

ATmega64L是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间,ATmega64 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

ATmega64L通过 TRH031M并行接口实现对TRH031M芯片的控制和数据传输。Atmega64L对TRH031M的并行接口采用独立的读、写信号线连接,用两个 I/0引脚分别控制TRH031M的读、写信号线。为了节省I/O口,这里采用了地址/数据线复用的方式,这样就不需要专门的I/O口来控制地址线。 ATmega64L与TRH031M连接示意图参见图2。

基于ATMEGA64L的RFID读卡器设计

图2 ATmega64L与TRH031M连接示意图

ATmega64L的 PTA0~PTA7连接TRH031M的DATA0~DATA7,作为数据/地址线,传输数据及地址信息。由于采用数据/地址复用的连接方式,Atmega64L 的PTA0~PTA7通过锁存器SN74HC373DBLE与TRH031M的地址线引脚A0,Al,A2连接。

天线电路

TRH031M的天线部分组成,主要分为发射和接收部分,发射部分又分为EMC低通滤波器,天线匹配部分和天线线圈。天线直接连接到TRH031M.,图3为天线的结构原理图。

基于ATMEGA64L的RFID读卡器设计

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