EDN China > 设计实例 > 工业电子 > 安防监控 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 电子标签识读终端的研究与设计

来源:EEPW?? 2008年02月13日 ?? 收藏0

  锁相环PLL、天线驱动器、调制器组成射频信号发送模块。其中PLL由环路滤波器、相位比较器、压控制振荡器组成。天线线圈接收的信号通过耦合电容输入DEMOD IN端,该信号与天线驱动器的输入信号由相位比较器进行相位比较,形成与相位差对应的电压,作为压控振荡器的控制信号,最终实现对天线发射信号频率的锁定。

  接收模块由采样保持器、滤波器、比较器组成。DE—MOD IN端输入的AM信号在VCO输出信号的同步控制下被采样,采样输出信号由端脚CDEC外接的电容隔离直和带通滤波采样(消除输出中的载频成分、高频和低频噪声)后,经异步比较得到对应的数字信号。
数字信号

  3,3 主控模块

  微控制器负责启动EM4095并接收由EM4095解调的编码数据。采用AT89C52作为微控制器,其内部集成了8KB的Flash程序存贮器,256B的RAM, 具有低功耗工作模式。EM4095的DEMOD OUT端接P1.0,EM4095的SHD接P1.1EM4095输出的参考时钟信号RDY/CLK端接TO,用作解码的同步时钟。AT89C52从电子标签读取来的编码数据存贮在EEPROM芯片 AT24C64中。可司通过 MAX232进行电平转换,实现与上位机的通信。识读终端硬件原理见图3。

硬件原理

  AT89C52通过P1.1发出控制信号启动EM4095工作,若有效作用范围内有电子标签。电子标签接收EM4095发射的射频信号能量后发送经过调制的编码信号,AT89C52通过监测P1.0的状态,判断是否收到射频接口解调输出的数据,由软件完成数据的接收及后续的处理任务。

  4 软件设计分析?

  终端软件要解决的关键问题是如何正确接收数据,并解码。本系统选用的电子标签为Manchester码型,电子标签编码器输出信号、EM4095解调输出信号的波形见图4。

输出信号

  4.1解调输出波特点

  电子标签中的64bit数据以NRZ形式的波形串行送人编码器,经编码后输出Manchester码波形。其编码规则为:在一个编码时钟周期的中间以一个上跳变的波形表示二进制数据“1”:在一个编码时钟周期的中间以一个下跳变的波形表示二进制数据“0”。

  编码输出信号作负载调制的控制信号,编码输出波形中的低电平使标签发射天线线圈工作于高电流,编码输出波形中的高电平则使标签发射天线线圈工作于低电流。因此,标签发给EM4095的已调信号,经解调输出的波形与标签编码输出的波形为反相关系,即:时钟周期中间的下跳变表示二进制数据“1”,时钟周期中间的上跳变波形表示二进制数据“0”。根据图4的波形,连续“0”和连续“1”对应的波形是相似的,只是它们之间为反相关系。因此,如果简单地把上升沿或下降沿作为数据采样时刻,会出现“0”译为“1”或“1”译为“0”的错误。

  4.2解码软件设计思路

  解码程序要解决的主要问题是如何防止“0”与“1”之间的倒译。根据DEMOD OUT端输出波形。若DEMOD OUT端连续输出一个下跳变和一个上跳变,则肯定是解调输出的数据。

  只在以下2种情况会出现上跳变:数据“0”编码周期的中间:相邻数据都是“1”时,它们波形中间也出现上跳变。但这2种情况存在如下差别:上跳沿与前一个下跳沿之间的低电平持续时间不同。若该低电平维持时间大于32个载波周期,则是数据“o”编码周期中间时刻的上跳沿。因此,用指令查询P1.o的电平,先找一个下跳变,找到后立刻启动T0对RDY/CLK参考时钟计时,接着找到紧随其后的上跳变,若此时 的计时时间大于32个载波周期,该上跳变位于数据“0”编码周期中间时刻,该上跳变是接收数据的时间起点。由于每位数据对应波形中的高、低电平均为32个射频载波周期,以上跳时刻为起点延40个载频周期后接收第1个数据。然后重新启动计数器TO,RDY/CLK端输出的参考时钟周期等于射频载波周期,数据编码时钟周期又固定为该参考时钟周期的64倍,将Tn设置为每隔64个载波周期中断1次,在Tn中断服务程序中读P1.0上的数据。

  根据电子标签中数据的结构,按上述接收方式首先找作为起始位的9个存在如下差别:上跳沿与前一个下跳沿之间的低电平持续时间不同。若该低电平维持时间大于32个载波周期,则是数据“o”编码周期中间时刻的上跳沿。因此,用指令查询P1.o的电平,先找一个下跳变,找到后立刻启动T0对RDY/CLK参考时钟计时,接着找到紧随其后的上跳变,若此时 的计时时间大于32个载波周期,该上跳变位于数据“0”编码周期中间时刻,该上跳变是接收数据的时间起点。由于每位数据对应波形中的高、低电平均为32个射频载波周期,以上跳时刻为起点延40个载频周期后接收第1个数据。然后重新启动计数器TO,RDY/CLK端输出的参考时钟周期等于射频载波周期,数据编码时钟周期又固定为该参考时钟周期的64倍,将Tn设置为每隔64个载波周期中断1次,在Tn中断服务程序中读P1.0上的数据。


?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

子标签? 识读终端? EM4095?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈