【正文】 AM。 閱讀器 介紹 閱讀器應(yīng)能完成下述 幾項 功能：向應(yīng)答器提供射頻能量；從應(yīng)答器中讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù) 至應(yīng)答器中 ；完成數(shù)據(jù)信息處理，并實現(xiàn)應(yīng)用操作；如 果需要，應(yīng)能和高層處理應(yīng)用交互。接收通道 :接 收 應(yīng)答器傳送至閱讀器的響應(yīng)及數(shù)據(jù)。天線：與應(yīng)答器形成耦合交連。 ★ 半 無 源（ semipassive)，半 無 源應(yīng) 答器裝有電池，但電池僅對應(yīng)答器內(nèi)要求供電維持數(shù)據(jù)的電路或應(yīng)答器芯片工作所需的電壓作 輔助 支持，應(yīng)答器電路本身耗電很少。 根據(jù)射頻識別系統(tǒng)的基本工作方式可以分為： ★ 雙工系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中 應(yīng)答 器的應(yīng)答相應(yīng)號與閱讀器的發(fā)射信號同時存在； ★ 時序系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，閱讀器的電磁場周期性地接通，在這些間隔中應(yīng)答器向閱讀器發(fā)信號并被識別出來。應(yīng)答器中 所存儲的電子信息代表了待識別物體的標識信息，應(yīng)答器相當于待識別物體的身份認證 [3]。因應(yīng)答器發(fā)出的無線信號是很弱的，信號傳輸?shù)乃俣扰c 傳輸?shù)木嚯x就很有限。該裝置包括安裝在汽車啟動鑰匙頂部的應(yīng)答器和汽車內(nèi)部控制著汽車發(fā)動機電子點火系統(tǒng)的 閱讀器。閱讀器的控制模塊對此信號進行解碼并把它與存儲在微處理器內(nèi)存中的代碼進行比較。 射頻識別系統(tǒng)硬件 如 圖 21所示 ： 圖 21 射頻識別系統(tǒng) 硬件框圖 基站芯片 U2270B 的簡介 U2270B是非接觸識別系統(tǒng)中典型的一種低頻讀寫基站芯片，它是應(yīng)答器和微 處理 器之間的接口。應(yīng)答器用它的內(nèi)部數(shù)據(jù)調(diào)制磁場，從而在讀寫器的線圈上引起一個微小的電壓幅度調(diào)制信號，經(jīng)過外部整流器解調(diào)、耦合電容高通濾波，加到 INPUT引腳，由內(nèi)部的低通濾波器濾波后，又經(jīng)帶負反饋的讀通道將放大器放大、再經(jīng)施密特觸發(fā)器抑制噪聲，最后經(jīng)集電極開路輸出級，從 OUTPUT端送到微控制器的輸入口。 電源的選擇 為了使系統(tǒng)電路 能適應(yīng)各種環(huán)境 ，首先要考慮電源的輸入問題， U2270B[4]具有 多種靈活的供電方式，能夠用一個已穩(wěn)壓的 (5V)或未穩(wěn)壓的（ 716V）外部電源或兩個外部已穩(wěn)壓的（ 5V和 78V)電源供電。下面是可選的三種供電方式。 電池 供電模式 使 用這種工作模式時， Vs和 VEXT由內(nèi)部電源產(chǎn)生（ U2270B的電池供電工作方式 如圖 ），不需要外部穩(wěn)壓器。本設(shè)計的汽車防盜裝置用的電源就是汽車內(nèi)部的 12V 電平。確定電阻值可用下面經(jīng)驗公式： （ ） 本設(shè)計中，天線的諧振頻率 ?0 =125 kHz ,可計算出該電阻值為 110?。低通特性的上限截止頻率取決于所選的振蕩器頻率，典型值為 ?asc/ 18。可通過引 腳 HIPASS設(shè)定。磁耦合因子 K主要由 讀寫距離和天線 線圈決定。一為閱讀器天線諧振頻率調(diào)整電路，可用單片機的輸出口在需要時輸出高或低電平，控制一 NPN的三極管截 止 或?qū)?，從而增加或減少天線回路 的 諧振電容，使其諧振頻率等于應(yīng)答器天線的諧振頻率。 而 T1期間， D D4導通，而 D D2被反向偏置，因此，沒有反饋 信息通過 DD2和 C1傳輸。如果天線的諧振頻率高于振蕩器的頻率，那么相移以及 T2a和 T2b就發(fā)生了變化， T2相應(yīng)減小， T2b相應(yīng)增大，結(jié)果反饋電流 (Aa和 Ab之和）不為 0，變?yōu)檎?，這造成一個附加的控 制電流進入引腳 RF，并產(chǎn)生一個較高的振蕩器頻率，直到 ?res =?asc。對于本系統(tǒng)，單片機采用 AT89S51， 它是美國 ATMEL 公司生成的低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4K Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫 1000 次的 Flash只讀存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 語音報警電路 語音報警電路 [7]以美國 ISD公司生產(chǎn) 的 ISD2560 語音合成芯片為核心，該芯片采用E2PROM存儲方法將模擬語音信號直接寫入半導體存儲單元中，不需另加 A/D或 D/A變換來存放或重放。 工作原理 圖 ISD2560 內(nèi)部框圖 XXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計 15 ISD2560語音合成芯片的內(nèi)部框圖如圖 ： 它包括前置放大器、放大器、內(nèi)部時鐘、定時器、采樣時鐘、濾波器、自動增益控制，邏輯控制、模擬收發(fā)器、解碼器、模擬存儲陣列、地址線等。 前置放大器通過隔直電容器 C C2與話筒 BM連接。這樣，使錄音信號為最佳，最高電平，又可使削減至最小。我們可以通過選擇連接在“ AGC”管腳的電 阻 R1和電容器 C4的阻容值，來調(diào)節(jié)響應(yīng)時間與釋放時間的常量。采用時鐘也用于存儲陣列的地址譯碼，以便輸入信號順序地寫入存儲陣列。 平滑濾波器的輸出，是通過一個模擬多路開關(guān)連接到輸出功率放大器的輸入端。信號寫入存儲單元采用XXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計 16 閉環(huán)方式。當比較器的信號，也就是存儲單元的輸出電壓等于取樣保持電平時，該存儲陣列的編程即停止。耦合電容值和本端的 10K? 輸入決定了芯片頻帶的低頻截止點。 470k? 和 的標稱值在絕大多數(shù)場合下可獲得滿意的效果。放音遇到DOM 時，本端輸出低電平脈沖。 AUX IN（ 11腳）：輔助輸入端，當 CE 和 /PR為高，放音不進行，或處入放音溢出狀態(tài)時，本端的輸入信號通過內(nèi)部功放驅(qū)動喇叭輸出端。 A0/M0A6/M6， A7A9（ 19腳）：地址線。高電平選擇放音，低電平選擇錄音。 在實際電路設(shè)計時，將單片機 AT89S51的 P1口、 ISD2560的地址線相連，用以設(shè)置語音段的起始地址。它除了只有一般串行 E2PROM的體積小、功耗低和工作電壓容許范圍寬等特點外，還遵循 2IC總線協(xié)議，占用引腳少、容量擴展配置靈活以及讀寫操作相對簡單等特點。 24LC65是 8K字節(jié)串行的電可擦除 EEPROM,其引腳排列如圖 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 21 M a r 2 01 1 S h e e t of F il e : C : \ D oc um e n t s a nd S e t ti ng s \ L i us ha \桌面 \楊毅的先不要刪啊 \ M y D e s i g bD r a w n B y:A0A1A2V s sV c cNCS C LS D A234 567812 4 L C 6 5 圖 24LC65 引腳 圖中 A0、 A A2 為器件地址選擇引腳。 SLC為串行移位時鐘輸入引腳，寫入時，上升沿作用；讀出時，下降沿作用。 24LC65與 AT89S51的硬件連接如 圖 ： 描述了一個 8片 24LC65與 AT89C51單片機相連的通信系統(tǒng)，其存儲總?cè)萘繛?8K 8字節(jié)， 8片 24LC65并聯(lián)地接到單片機XXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計 19 I/O口引腳上。而看門狗電路則可有效地進行單片機監(jiān)控，防止汽車上的各種干擾使單片機陷入死循環(huán)，從而提高整個裝置的穩(wěn)定性和可靠性。如果原有的應(yīng)答器丟失，那么駕駛員只需按下指定的鍵，然后再用備用鑰匙開車，閱讀器就會將密碼信息寫入備用鑰匙里的應(yīng)答器，同時原先丟失的鑰匙就失效了，備用鑰匙生效。 串行 通信有異步通信和同步通信兩種基本通信方式。 在 PC機中一般有兩個標準 RS232C串行接口 COM1和 COM2。在接口電路和計算機接口芯片中大都為 TTL 或 SMOS電平，所以在通信時，必須進行電平轉(zhuǎn)換。它的內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的 +5V 電源變換成 RS232C輸出電平所需 +10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V電源就可以了。與之對應(yīng)的 RS232C電平的 T1OUT、 T2OUT應(yīng)接 PC機的接收端 RD。 射頻識別卡 T5557 是一無源的、帶 EEPROM 存儲器的無線收發(fā)模塊，它的工作頻率為 125kHz,具有以下特性： 224位可讀寫 EEPROM，可分為 7塊，每塊 32位；有密碼設(shè)置和寫保護；讀寫方式用戶可設(shè)置；防沖突；內(nèi)置電容可掩膜選擇，也可外配電容；唯一64為序列號，具有可追溯性； IC工作溫度 40186。 T5557卡是由前端天線與非接觸讀寫識別集成電路用塑料封裝而成的卡。 Write Decoder，寫譯器 ： 完成寫 gap的譯碼和數(shù)據(jù)的校驗。 Controller，控制器：控制邏輯模塊執(zhí)行下面功能；上電以后和讀期間，從 EEPROM的 clock0，把配置數(shù)據(jù)裝入模式寄存器；控制讀寫；處理寫數(shù)據(jù)傳送和寫錯誤；把操控碼后的密碼數(shù)據(jù)和儲存在 EEPROM的 block7中的數(shù)據(jù)比較。=rf/8 ‘ 139。=rf/5 ‘ 139。=falling edge, ‘ 139。=damping on Memory，存儲體 ： T5557存儲體的結(jié)構(gòu) 如 圖 ， T5557的卡的 330位的 EEPROM存儲體，被分成 10塊，每塊 33位，包括 LOCK 位都是可編程的。頁 1包含可追溯性數(shù)據(jù)，只讀 L User data or password L User data L User data L User data L User data L User data L User data L Configuration data 圖 T5557 存儲體的結(jié)構(gòu) T5557的工作原理 初始化 在電壓達到適當?shù)膲合抟郧埃想姀臀浑娐范家恢碧幵诩せ顮顟B(tài)，觸發(fā)默認的啟動延時。在初始化期間任何場 gap都會引起上面過程的重新開始。同步信息、數(shù)據(jù)流格式、數(shù)據(jù)流長度、加密、口令喚醒和停止發(fā)射等功能的啟用關(guān)閉等。第 1位至第 4位的值為 6，測試模式就被禁止?？梢园聪卤碇械闹颠M行設(shè)置。本文采用的是曼徹斯特編碼方式。要啟動口令加密功能就要求將控制塊的第 28位設(shè)置‘ 1’。密碼正確時修改操作有效，密碼不正確則修改無效。在啟動口令模式后 MAXBLK的值應(yīng)小于‘ 7’著樣 IC卡將不發(fā)射存放在第 7塊中的數(shù)據(jù)。本文的同步信號用的XXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計 27 是 Sequence Terminator 同步信號， 同步信號 如圖 ： 反應(yīng)了波形和其它數(shù)據(jù)流的結(jié)合情況 。本系統(tǒng)將 T5557 的模擬寄存器設(shè)置為 Manchester編碼、 125kHz頻率和 RF/32的 Bitrate，基站讀取數(shù)據(jù)流的時序 1如 圖 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 21 M a r 2 01 1 S h e e t of F il e : C : \ D oc um e n t s a nd S e t ti ng s \ L i us ha \桌面 \楊毅的先不要刪啊 \ M y D e s i g bD r a w n B y:C l oc kD a t aM a n c h e s te rT1T20 0 1 1 00 1 0其中： T 1 = 1 2 8 u s T 2 = 2 5 6 u s XXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計 28 圖 基站讀取數(shù)據(jù)流的時序圖 1 基站讀取數(shù)據(jù)流的時序圖 2如圖 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 21 M a r 2 01 1 S h e e t of F il e : C : \ D oc um e n t s a nd S e t ti ng s \ L i us ha \桌面 \楊毅的先不要刪啊 \ M y D e s i g bD r a w n B y:B i t C l o c kD a t a O ut12 8u s25 6u sV a l i d V a l i dT S 1T S 2T L 1T l 2 圖 基站讀取數(shù)據(jù)流的時序圖 2 上 圖所示的是程序檢測跳變的時間基準。在一串數(shù)據(jù) 序列中，兩個相臨位數(shù)據(jù)傳送跳變時間間隔為 1P。如前一個數(shù)據(jù)為 0的情況下，測得低電平時間為 T1，對上升沿無效，應(yīng)接 著測下一個下XXX 大學本科畢業(yè)設(shè)計 29 降沿并得 0；若測得低電平時間為 T2，對應(yīng)上升沿有效并得 1。 1 2 3 4 5 6ABCD654321D