【正文】 個(gè)長期的過程。 由于讀寫器與標(biāo)簽之間的通信可能會(huì)受到其他數(shù)據(jù)終端或外界環(huán)境的干擾而發(fā)生錯(cuò)誤，因此，需要通信協(xié)議來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴? 前導(dǎo)碼 地址位 標(biāo)簽 ID CRC 位 表 21 RFID 通訊協(xié)議 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì)方案 電子標(biāo)簽 微處理器存儲(chǔ)器射頻收發(fā)電源 圖 21 電子標(biāo)簽組成 從上圖 21 可以看出，標(biāo)簽部分由以下各模塊組成：射頻收發(fā)、存儲(chǔ)器、微控制器和電源。 讀卡器 圖 22 讀卡器組成 如上圖 22，讀卡器的設(shè)計(jì)包括有：射頻收發(fā)、微控制器、存儲(chǔ)器、通信接口和電源。考慮到與 PC 機(jī)有串口連接，同時(shí)又不像標(biāo)簽有大小限制，這里選用 nRF2401 作射頻收發(fā)，AT89S52 作微控制器，與 PC 機(jī)采用 RS232 的串口通訊協(xié)議，選用 MAX232 作電平轉(zhuǎn)換。 簡單來說， nRF24e1 可以看作是帶有 8051 內(nèi)核的 nRF2401的收發(fā)芯片，故 這里以 nRF2401簡單作下介紹 ，具體細(xì)節(jié)可參考相關(guān)資料。另外， nRF2401 還內(nèi)置解調(diào)器、時(shí)鐘恢復(fù)數(shù)據(jù)限幅器、地址解碼器、 CRC編碼解碼 器，以及先入先出堆棧區(qū) 。其工作模式為：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)斷模式，各工作模式的具體情況可參考相關(guān)資料。直接模式的工作方式與傳統(tǒng)射頻收發(fā)器的工作方式一樣，在發(fā)送時(shí)，收發(fā)器自動(dòng)在地址碼和數(shù)據(jù)的后面添加校驗(yàn)碼。 因此，本課題中選擇 ShockBurstTM Mode 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高了系統(tǒng)整體的性能和效率。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)把字頭和 CRC校驗(yàn)碼移去。 ShockBurstTM 發(fā)射流程 （ 接口引腳為 CE， CLK1， DATA） A. 當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，其把 CE 置高，使 nRF2401 工作； B. 把接收 機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)按時(shí)序送入 nRF2401； C. 微控制器把 CE 置低，激發(fā) nRF2401 進(jìn)行 ShockBurstTM 發(fā)射； D. nRF2401的 ShockBurstTM 發(fā)射 178。 射頻數(shù)據(jù)打包 (加字頭、 CRC 校驗(yàn)碼 )； 178。 發(fā)射完成， nRF2401 進(jìn)入空閑狀態(tài)。 nRF2401 的所有配置工作都是通過 CS、 CLK1 和 DATA 三個(gè)引腳完成，把其配置為ShockBurstTM收發(fā)模式需要 15字節(jié)的配置字，而如把其配置為直接收發(fā)模式只需要 2字節(jié)的配置字。 ShockBurstTM 的配置字使 nRF2401能夠處理射頻協(xié)議，在配置完成后，在 nRF2401 工作的過程中，只需改變其最低一個(gè)字節(jié)中的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)接收模式和發(fā)送模式之間切換。 當(dāng)使用 nRF2401片內(nèi)的 CRC技術(shù)時(shí)，要確保在配置字中 CRC校驗(yàn)被使能，并且發(fā)送和接收使用相同的協(xié)議 。 表 23 2401 配置字 在配置模式下，注意保證 PWR_UP引腳為高電平， CE引腳為低電平。在 CS引腳的下降沿，新送入的配置字開始工作。 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案 。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 ： 8k 字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器 ， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu) ， 全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 串口電平轉(zhuǎn)換器 —— MAX232 由于設(shè)計(jì)的讀卡器是要與計(jì)算機(jī)連接，所以必須考慮到單片機(jī)的電平和計(jì)算機(jī)電平的轉(zhuǎn)換，這里我們 選擇 MAX232 作接口電路設(shè)計(jì) 。內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分： 第一部分是電荷泵電路。功能是產(chǎn)生+12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、 T2OUT送到電腦 DP9 插頭； DP9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 15 腳 DNG、 16 腳 VCC（ +5v）。其中 DIO0～ DIO2 和 DIN0 引腳作為 SPI 接口與外部存儲(chǔ)器相接，上電后存儲(chǔ)器中的程序通過 SPI 口進(jìn)入 nRF24e1，其引腳具體功能分配如下表 31： 引腳 功能 作用 DIO0 串行時(shí)鐘引腳 提供外部存儲(chǔ)器時(shí)鐘信號(hào) DIO1 串行數(shù)據(jù)輸出口 SPI 數(shù)據(jù)輸出，與外部存儲(chǔ)器輸入相接 DIO2 片選 CS GPIO 口，控制外部存儲(chǔ)器是否 工作 DIN0 串行數(shù)據(jù)輸入口 SPI 數(shù)據(jù)輸入，與外部存儲(chǔ)器輸出相接 表 31 SPI 引腳功能表 軟件部分 發(fā)送流程圖 啟動(dòng)定時(shí)器，并進(jìn)入配置模式 檢驗(yàn)發(fā)送是否超時(shí)，到規(guī)定時(shí)間繼續(xù)下一發(fā)送周期 配置字設(shè)定 根據(jù)之前的介紹， nRF2401/24e1 的 ShockBurstTM 模式的配置字如下配置： int8u RFConfig[15] ={ 0x80, //接收頻道二有效數(shù)據(jù)長度 0x80, //接收頻道一有效數(shù)據(jù)長度 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, //接收頻道二地址 0x00,0xaa,0xbb,0x12,0x34, //接收頻道一地址 0x82, //32 位地址， 16 位 CRC，不使能 CRC //bit7~2： ADDR_W，最大 40 位 //bit1： CRC_L，（ 0： 8 bit CRC； 1： 16 bit CRC） //bit0： CRC_EN //Logic 0: Onchip CRC generation/checking disabled //Logic 1: Onchip CRC generation/checking enabled 0x4f, //ShockBurst 模式， 250 kbps， 16M 晶振， 0dBm 最大功率 //Bit 15： RX2_EN //Logic 0： One channel receive //Logic 1： Two channels receive //Bit 14： Communication Mode //Logic 0： nRF2401 operates in direct mode. //Logic 1： nRF2401 operates in ShockBurst. mode //Bit 13： RF Data Rate（ 0： 250 kbps； 1： 1 Mbps） //Bit 1210： nRF2401 crystal frequency //D12 D11 D10 Crystal Frequency [MHz] // 0 0 0 4 // 0 0 1 8 // 0 1 0 12 // 0 1 1 16 // 1 0 0 20 //Bit 98： Sets nRF2401 RF output power in transmit mode // D9 D8 P [dBm] // 0 0 20 // 0 1 10 // 1 0 5 // 1 1 0 0x04 //2400+2*1=