【正文】 采用無線收發(fā)一體芯片 NRF2401（讀卡器用）和 NRF24e1（標(biāo)簽用），工作頻率為 ～ 。系統(tǒng)設(shè)計包括硬件和軟件兩部分，標(biāo)簽設(shè)計為有源式，可主動發(fā)送向讀卡器發(fā)送標(biāo)簽內(nèi)帶有的信息；讀卡器接收到相關(guān)信息后，由 MCU 芯片控制，通過串口將有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_PC 機內(nèi)，進行相關(guān)處理。可以這么說，自動識別技術(shù)是一種高度自動化的信息和數(shù)據(jù)采集技術(shù)。由于射頻標(biāo)簽的讀取依靠輻射電磁場而不是依靠可見光，這就克服了條碼技術(shù)由于惡劣天氣環(huán)境、條碼污損等限制帶來的識別難，甚至不能識別的問題，從而實現(xiàn)自動讀取數(shù)據(jù)的目的。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間（無接觸）耦合；在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)的交換。無源標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池，在閱讀器的閱讀范圍之外時，標(biāo)簽處于無源狀態(tài)，在閱讀器的閱讀范圍之內(nèi)時標(biāo)簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取其工作所需的電能。在高頻 UHF 頻段，無源標(biāo)簽的作用距離可達到 3～ 10m。 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)此系統(tǒng) 使用的是固定讀卡器，可對移動的目標(biāo)進行跟蹤，通常直接跟企業(yè)系統(tǒng)連接，是一種典型的目錄管理技術(shù)。不久的將來，我國射頻識別技術(shù)應(yīng) 用將在生產(chǎn)線自動化、倉儲管理、電子物品監(jiān)視系統(tǒng)、貨運集裝箱的識別以及畜牧管理等方面有所突破。讀卡器通過射頻收發(fā)模塊接收 到標(biāo)簽數(shù)據(jù)后，微控制器將數(shù)據(jù)通過串口傳送到后方 PC 機中。 表 22 2401 工作模式控制 ShockBurstTM 收發(fā)模式 nRF2401 芯片有個很突出的特點，即擁有兩種通信模式：直接模式（ Direct Mode）和猝發(fā)模式（ ShockBurstTM Mode）。 給射頻前端供電； 178。ShockBurstTM 的配置字可以分為 以下四個部分： 數(shù)據(jù)寬度：聲明射頻數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)占用的位數(shù) ， 這使得 nRF2401 能夠區(qū)分接收數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)和 CRC 校驗碼； 地址寬度：聲明射頻數(shù)據(jù)包中地址占用的位數(shù) ， 這使得 nRF2401能夠區(qū)分地址和數(shù)據(jù)； 地址：接收數(shù)據(jù)的地址，有通道 1 的地址和通道 2 的地址； CRC：使 nRF2401 能夠生成 CRC 校驗碼和解碼。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 MAX232 芯片是美信公司專門為電腦的RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電。 第三部分是供電。 具體實現(xiàn) 本節(jié)將具體描述電子標(biāo)簽驅(qū)動程序的幾個主要基本函數(shù)： nRF24e1 初始化函數(shù) Init( )，數(shù)據(jù)讀寫函數(shù) SpiReadWrite(b)，發(fā)射模式設(shè)置函數(shù) SetTxMode( )，標(biāo)簽數(shù)據(jù)包發(fā)送函數(shù) TransmitPacket(b)，有了這幾個函數(shù)，按照 流程圖，電子標(biāo)簽驅(qū)動即可基本實現(xiàn)。 void Init() { int8u i。i++) { SpiReadWrite(RFConfig[i])。 //頻道選擇 SpiReadWrite(ch )。 //延時 100us for (i=0。使用的主要芯片包括： nRF240 AT89S5 MAX232。 圖 44 MAX232 串口模塊 電平轉(zhuǎn)換 nRF2401工作電壓 ， AT89S52和 MAX232工作電壓為 5V，為統(tǒng)一供電，需要加穩(wěn)壓芯片做電平轉(zhuǎn)換。 //串口方式 1，允許接收 TMOD = 0x21。 void Timer0ISR(void) interrupt 1 //中斷服務(wù)程序 { EA = 0。 Delay100us(0)。 MISO = 1。 SCK = 1。 } 當(dāng)時鐘 SCK 上升沿的時候， SPI 根據(jù) DR1 的值記錄一 bit，連續(xù) 8 位即一字節(jié)后讀出。 while(DR1) { RxBuf[i] = SpiReadByte()。 五、 調(diào)試結(jié)果及總結(jié) 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果 發(fā)送部分 圖 51 數(shù)據(jù)發(fā)送測試 由圖 51 可以看出，發(fā)送信號的頻率在 左右，與我們設(shè)置的頻點一致。 實驗中的遇到的問題及注意事項 硬件設(shè)計 將電路原理圖導(dǎo)成 PCB之前，記住將每個元器件加上正確的封裝，對于一些庫中沒有的封裝，需要自己畫一個 加進庫中，畫得時候必須嚴(yán)格參照元件資料尺寸，或買到實際元件的尺寸。 軟件部分 出現(xiàn)問題時，要想到一切可能 的情況，然后一個一個測試排除，最終找到問題的根源。相較大四選的其他課程，這門課算是花掉不少時間，但也的確因為這樣才學(xué)到了很多，無論在理論設(shè)計，還是實際動手方面，感覺自己都有一定程度的提高。當(dāng)出現(xiàn)問題后，最怕急躁或是抱怨，我們在 3 個小組中可以算的上出現(xiàn)問題最到的了，電容爆過，芯片燒過，甚至板子莫名其妙不能用，但最后回想，很多都是人為因素造成的，也是可以解決的，關(guān)鍵在于自己有沒有用心去思考出現(xiàn)問題的原因，當(dāng)然也有很多是因為經(jīng)驗不足，有了這次的經(jīng)歷，相信對以后也是一個很好的經(jīng)驗。 調(diào)試時切忌一上來就直接測試最后功能是否實現(xiàn)，基本那是不現(xiàn)實的，一般按當(dāng)初設(shè)計的分模塊測試，比如我們在測試讀卡器功能的時候，我們就先測試了串口通訊是否正常，之后又測試定時器是否正常，最后才開始測試接收模塊。 電路原理圖和 PCB板是整個設(shè)計 最基本也是最重要的部分，繪制的時候不可馬虎，每個細節(jié)都要注意到，因為最終畫出來的 PCB板是要做成實物的，后續(xù)的軟件測試都是在這塊板子上進行，一旦有一點小錯誤，就會導(dǎo)致整個調(diào)試不過，而且錯誤難以發(fā)現(xiàn)；即便發(fā)現(xiàn)之后更改起來也是十分麻煩，嚴(yán)重的時候可能要重新制作一塊。這次設(shè)計中因為沒有很好的考慮到這點，給后面的調(diào)試帶來了一定的麻煩，值得注意。 第二組：標(biāo)簽 ID 為 0x11,0x11 圖 54 標(biāo)簽測試數(shù)據(jù) 2 和上一組分析一樣，接收無誤。 } 2401 進入接收模式等待， 當(dāng)接收到正確數(shù)據(jù)包后， DR1 會自動置 1，通知 MCU 接收有效數(shù)據(jù)，此時函數(shù)返回值為 1；否則等待超時后返回 0。 return 0。 _nop_()。 i8。 但是要注意 2401 的數(shù)據(jù)讀寫字節(jié)函數(shù)和 24e1 有所區(qū)別 ，下面即是 2401 的數(shù)據(jù)讀字節(jié)函數(shù)的代碼： INT8U SpiReadByte(void) { INT8U i,temp。 } 接著是有關(guān) nRF2401 的部分，其初始化和 24e1 基本相同，不再重復(fù)說明，接收模式設(shè)置函數(shù)的代碼如下： void SetRxMode(void) { unsigned char ch。 TI = 0。本節(jié)主要介紹讀卡器接收程序的幾個基本函數(shù)：串口初始化函數(shù) UartInit(void)，串口發(fā)送函數(shù)SendCh(INT8U ch)， 2401 初始化函數(shù) Init()， 2401 數(shù)據(jù)讀字節(jié)函數(shù) SpiReadByte(INT8U dat)，數(shù)據(jù)包接收函數(shù) ReceiveBytes(void)，接收模式設(shè)置函數(shù) SetRxMode(void)。其中， T2in 用于讀卡器向計算機輸出數(shù)據(jù)， R2out 用于讀卡器接收來自計算機的數(shù)據(jù)， T2out 用于計算機接收來自讀卡器的數(shù)據(jù)， R2in 則用于計算機向讀卡器輸出數(shù)據(jù)。 // 發(fā)送結(jié)束后延時 500us } 由上述程序可見，發(fā)送數(shù)據(jù)前首先 設(shè)置成發(fā)送模式，并同時置 CE 為 1 允許發(fā)送，接著先寫地址，然后發(fā)送標(biāo)簽 ID。 //進入發(fā)送數(shù) 據(jù)狀態(tài) CS = 0。 //設(shè)為配置模式 Delay100us(10)。 for(i=1。 // 等待 SPI 數(shù)據(jù)收發(fā)完成 return SPI_DATA。 配置好進入發(fā)送模式，開始發(fā)送標(biāo)簽信息 其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道 ； 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳 （ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 —— AT89S52 圖 24 AT89S52功能模塊圖 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。由上文對 nRF2401 工作模式的介紹，我們 ShockBurstTM 收發(fā)模式，這樣系統(tǒng)的程序編制會更加簡單，并且穩(wěn)定性也會更高， 故這里 著重介