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读写器的设计与制作

实训报告５射频识别读写器的设计与制作

一、实验目的

１掌握13.56MHz RFID 射频识别读写器硬件设计

２理解物联网感知设备工作过程

3掌握单片机的制作与应用方法

4掌握读写器件说明书的能力。

5掌握射频芯片控制程序的编写

6掌握单片机开发环境Keil uVision3 的使用

7掌握单片机程序下载软件的使用

8会正确调试RFID设备

二、实验原理

射频读识别读写器硬件原理、单片机开发环境Keil uVision3 、ISO/IEC15693和14443等国际标准协议。

三、实验环境

射频识别读写器元器件、单片机开发环境Keil uVision3、单片机程序下载软件、焊接工具和材料、电子标签、电脑。

四、实验内容

13.56MHz RFID 射频识别读写器硬件设计与制作、调试，射频芯片控制程序的编写，单片机控制程序的编写与调试、寻卡操作、数据显示。

五、实验步骤

１确定RFID读卡器的设计与制作的技术参数

工作电压：5V(4.1V-5.5V)，工作频率：13.56MHz，工作温度：-10℃~60℃

作用距离：2-8cm，数据传输速率：106Kbps，读写时间：1-2ms，输出端口：RS-232 安全要求：数据加密及双向密码验证、防冲突算法支持协议：ISO 14443A\B、ISO 15693；标签类型：Mifare S50射频卡、ICode、STM、TI等；标签容量：1K

2 13.56MHz RFID 射频识别读写器硬件电路设计

RFID系统主要由三部分组成:：电子标签（Tag）、天线(Antenna)和读写器(Reader)。射频识别读写器是 RFID 系统的信息控制和处理中心，主要负责与应答器的双向通信，同时接受来自主机的控制命令，通常由射频模块、控制处理模块（智能模块）和天线模块三个模块组成。

图１射频读写器电路设计模块

射频模块可分为发射通道和接收通道两部分，主要作用是对射频信号进行处理，产生射频能量用于读写器和应答器。信号处理模射频块模块将读写器智能模块发出的命令进行编码，对经过射频模块解调处理的应答器应答信号进行解码等处理，处理后的结果送到读写器智能模块。智能模块通常采用嵌入式微处理器，并通过编程实现读写器和应答器之间的身份验证、通信、数据加解密、实现多标签同时识别，实现与后端应用程序的接口规范。

运用Altium designer 9.0 软件设计射频识别读写器硬件电路原理图,重点是天线芯片FM1722 的连接电路和单片机C8051F340 的连接电路。

运用Altium designer 9.0 软件设计出射频识别读写器的ＰＣＢ图，并制作成ＰＣＢ板。

图１射频识别读写器硬件电路原理图

图２射频识别读写器ＰＣＢ图

3 13.56MHz RFID 射频识别读写器硬件电路的焊接

射频识别读写器硬件电路板元件清单表

对照元器件清单和ＰＣＢ装配图，在ＰＣＢ板上依次将元器件焊接好，焊接时要注意按照先小后大，先低后高顺序焊接。贴片元件可以先焊一脚固定再焊其它引脚。钽电解电容要注意正负极不能焊反，有粗线一端为正，应放在ＰＣＢ板上电容位置有弧度的一侧。集成芯片的标记点要对准ＰＣＢ板上相应的缺口处，管脚位置不能放错，在焊接时要正对焊盘引线。焊点要光滑圆润，不能有虚焊、拉尖，焊接时间要把握好。焊接好后要检查，查看是否有漏焊、虚焊和桥接现象，还可以用万用表的蜂鸣档检测元器件焊接质量及是否短路。

焊接好的电路板如图所示：

４13.56MＨz RFID 射频读写器程序编写及下载

4.1安装开发平台软件Keil uVision3

4.2打开软件，进入软件开发界面进行具体开发。新建一个项目工程project，用Ｃ语言编写程序代码，调试、运行后生成hex文件。

建成的项目工程界面如下图所示：

部分代码如下：

#include "FM1722_OPERATE.h"

#include "init.c"

//#define DEBUG

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define SEQNR 0

#define COMMAND 1

#define STATUS 1

#define LENGTH 2

/* define RS232 communication flag */

#define mcRS_COM_STA 0x3A

#define mcFUN_CODE_ADD1 0x03 // address1

#define mcFUN_CODE_ADD2 0x04 // address1

#define mcRX_LEN_ADD1 0x05 // address1

#define mcRX_LEN_ADD2 0x06 // address1

#define mcRX_LEN_ADD3 0x07 // address1

#define mcRX_LEN_ADD4 0x08 // address1

#define mcFUN_FLAG_ADD1 0x09 // address1

#define mcFUN_FLAG_ADD2 0x0A // address1

/* crc16 Defines */

#define CRC16_POLYNOM 0x8408

#define CRC16_PRESET_HOST 0xFFFF

#define CRC16_PRESET_ISO 0xFFFF

#define CRC16_PRESET_ICODE 0xFFFE

#define CRC16_RESIDUE 0xF0B8

unsigned char InBuff[50];

unsigned char OutBuff[50];

unsigned char UART_Buf_Counter = 0;

uchar ucCmdValid= FALSE;

uchar ucCmdStatus= 0xFF; // 0x00 command execution OK, other value failure union crc { uint word; uchar byte[2]; } crc16;

case 0x84: // ISO14443_Authentication

{

Status = Load_keyE2_CPY(&OutBuff[10]);

本文发布于:2024-09-22 21:30:22，感谢您对本站的认可！

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标签：射频读写器模块

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