基于MSP430的便携式低功耗无线读写器的设计

与欧美和发达国家及地区相比较,我国的RFID 产业处于比较落后的阶段,还未形成完善的产业链,国外公司掌握着产品的完全核心技术,尤其是标签、读写器等硬件方面。现有读写器现得比较无力,经常需要用户去妥协,导致用户体验差造成用户满意度低,使产品的推广受到了极大的局限性。本课题设计的基于MSP430的手持式RFID 读写器解决了读写器目标位置不固定的难题。通过对手持便携式设备的系统设计,保证用户使用方便又可以得到更加满意的服务。1RFID 读写器的硬件设计与实现
RFID 读写器的整体结构主要思想是通过设置MCU 微控制芯片的寄存器使之控制TRF7970A 射频处理芯片的发出与接收信息;并通过设置TRF7970A 射频芯片的寄存器把接收的模拟信号转换成数字信号。如图1所示。
图1系统组成示意图
RFID 的硬件组成框图如图2所示。
水火箭制作方法图2整体结构图
2芯片选型
2.1主控芯片选型
MSP430的系统结构是将MSP430内部的16位精简指令集的CPU 通过冯诺依曼结构的地址总线和数据总线连接到外围设备和可编程时钟系统。由于有一个先进的CPU 配合具有标准组件存储印象的模拟和数字的外围设备,使得MSP430可用于处理混合信号。
MSP430的系统指令集包括27条核心指令和24条仿真指令。仿真指令的代码更加容易被编写,仿真指令自己本身不能进行代码的编写,但是它们能够较容易自动地被相应的核心指令所代替从而进行汇编。由于有一个先进的CPU 配合具有标准组件存储印象的模拟和数字的外围设备,使得MSP430可用于处理混合信号。指令在以下范围定义如表1。
表1
指令定义
2.2射频芯片选型
设计中采用的是TRF7970A 射频读写芯片。TRF7970A 频率为13.56MHz ,用于RFID 系统的集成数据组帧器件。内置编程器使得此器件与相邻或附近识别系统相适应,其特点是支持近场通信标准,具有针对“漏洞读取”消除和读取器相邻系统或者周围频带内噪声检测的接收信号强度指示器的双接收器架构。3RFID 读写器的软件部分与实现3.1TRF7970A 接口程序模块
从TRF7970A 芯片配置到读写器的通信接口有两种方式:8线并行接口和ATA_CLK 相结合,3线制或4线制的串行外设接口(SPI )。本设计采用8线并行接口的方式。MCU 发起与TRF7970A 的通信,TRF7970A 使用并行和SPI 模式中的中断请求(IRQ )引脚来提示MCU 进行处理。通信由启动初始化条件,位7是表示这个是用作地址还是命令,后两位显示的是写入的是命令还是地址。地址字发出后,就进入数据等待状态。在连续模式=1时,地址之后读取到指定的地址。对于附加数据,地址增量为1。持续模式下可用于在不改变地址的前提下,写入一个位于数据流中的控制寄存器。3.2发射模式
发射模块分为两部分模块:模拟部分与数字部分。模拟部
基于MSP430的便携式低功耗无线读写器的设计防过敏皮带
Design of Portable Low-Power Wireless Reader Based on MSP430
发动机散热器
胡双喜(天津光电安辰信息技术股份有限公司,天津300211)
甲基化分析摘要:随着时代的发展,信息技术的不断提高,人们对信息采集和传输的要求越来越高,特别是工业应用场合。现有读写器在应用时出现携带不方便或是需要经常更换电池的情况,用户体验差造成用户满意度低,使产品的推广受到了局限性。基于MSP430的便携式低功耗无线读写器的设计,通过对无线读写设备便携式的系统设计,以及基于多种低功耗设计的机制,解决了用户方便读写的问题,同时提供满意的体验服务。
关键词:MSP430单片机,TRF7970A 芯片,ISO14443A 协议,低功耗
Abstract 押The design of portable and low power wireless reader based on MSP430is designed in this paper.Through the design of portable system for wireless reading and writing equipment熏and the mechanism based on a variety of low power design熏it solves the user's convenient reading and writing problems熏and provides a satisfactory experience service.
Keywords 押MSP430MCU熏TRF7970A chip熏ISO14443A
agreement熏low-power
基于MSP430的便携式低功耗无线读写器的设计
142
《工业控制计算机》2018年第31卷第11期
蛋白纯化(上接第71页)
[9]Liu X.Entropy熏distance measure and similarity measure of
fuzzy sets and their relations 眼J演.Fuzzy Sets and Systems熏1992熏52穴3雪押305-318
[10]Bustince H熏Burillo P.Entropy on intuitionistic fuzzy sets and
on interval-valued fuzzy sets 眼J演.Fuzzy Sets and Systems熏1996熏78穴3雪押305-316
[11]Wang G熏Li X.On the IV-fuzzy degree and the IV-similari⁃
ty degree of IVFS and their integral representation眼J演.Journal
of Engineering Mathematics熏2004熏21押195-201
[12]Zeng W熏Li H.Relationship between similarity measure and
entropy of interval -valued fuzzy sets 眼J演.Fuzzy Sets and Systems熏2006熏157穴11雪押1477-1484
[13]Wu D熏Mendel J M.Uncertainty measures for interval type-2fuzzy sets眼J演.Information Sciences熏2007熏177穴23雪押5378-5393[14]Zeng W熏Guo P.Normalized distance熏similarity measure熏in⁃
clusion measure and entropy of interval -valued fuzzy sets and their relationship 眼J演.Information Sciences熏2008熏178穴5雪押1334-1342
[15]邓廷权,王占江,汪培培,等.二型模糊集的模糊熵研究[J ].控制与
决策,2012,27(3):408-412
[收稿日期:2018.5.22]
分:13.56MHz 振荡器生成RF 信号。此功率放大器包含一个可选额定输出电阻额定值为4Ω或者8Ω的驱动器。发射功率级由芯片状态控制寄存器B4位设定。当设置为5V 时,发射功率级可在100mW 或全功率之间进行选择;数字部分:发射器的数字部分与接收器控制相同。控制寄存器(0x01)的设置接收器应用于发射器。在TRF7970A 缺省模式下,TRF7970A 自动添加这些特别信号:通信开始、通信终止、SOF 、EOF 、奇偶校验位和
CRC 字节。如图3为发射模式流程图。3.3接收模式
接收模式分为模拟部分和数字部分。模拟部分:TRF7970A 有2个接收器输入:RX_IN1(引脚8)和RX_IN2(引脚2)。输入被连接到一个外部电容电压分配器以保证两个输入中有一个输入上的标签是经调制信号可用。消除了由标签到读取器的任何可能的通信漏洞。数字部分:TRF7970A 模拟接收器块的输出是一个数字化副载波信号,并且还是数字接收器块的输入。这个数据块包括一个协议位解码器部分和组帧逻辑部分。接收操作的末尾通过设定引脚13为高电平来传送至外部系统MCU 。如图4为接收模式流程图。3.4低功耗设计
在休眠模式下,MCU 微控制芯片的CPU 及所有外设均停止工作,只需由晶振XT1提供一个低速系统时钟。这种情况下该芯片的功耗达到最低,其平均电流低于1μA 。然后,每隔200ms ,MCU 微控制芯片从休眠模式切换到工作模式,并执行一次轮询操作。这样就可以使该芯片大部分时间都均处在休眠模式下,从而使整个读卡器的功耗达到最低。
当MCU 微控制芯片处于休眠模式时,片选信号EN1和EN2均为低,此时射频识别芯片TRA7970A 处于断电模式下,平均电流低于1μA ,从而使射频识别芯片的功耗降到最低。源结束语
本文基于MSP430和TRA7970A 的便携式低功耗无线读写器的设计来解决读写器目标位置不固定的难题。通过对手持便携式设备的系统设计,以及基于多种低功耗设计的机制,读卡器整体电路简单,易于控制,可靠性强,而且成本低廉保证用户既能读写方便又可以提供更加满意的服务。
电子眼镜
参考文献
[1]侯国强,李博文,高洪民,等.基于RFID 的冷链物流安全监测系统的设计与实现[J ].工业控制计算机,2016,29(8):93-94
[2]张挺,熊璋,王剑昆,等.一个面向低功耗设计的RFID 系统研究与实现[J ].小型微型计算机系统,2006,27(11):16-22[3]常国权,魏胜利,谢利江.基于TRF7960的多协议射频读卡器设计[J ].单片机与嵌入式系统应用,2010,10(7):45-56[4]潘盛辉,郭毅锋,潘绍明.基于MSP430的手持式RFID 读写器的设计[J ].内蒙古大学学报(自然科学版),2010,41(3):23-24[5]郭帅.远距离RFID 读卡器设计[D ].大连:大连理工大学,2006
[6]江舒祺,牟志刚.RFID 系统中的PCB 环形天线设计[J ].单片机与嵌
入式系统应用,2007(1):5-7
[收稿日期:2018.7.25
]
图3
发射模式
流程图
图4
接收模式流程图
143

本文发布于:2024-09-21 17:49:10,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/3/267524.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:设计   芯片   系统   读写器
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议