亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        一種基于RF芯片AS3911的非接觸式CPU卡讀卡器的設計

        2019-02-11 10:44:52曾喜娟
        延邊大學學報(自然科學版) 2019年4期
        關鍵詞:射頻卡讀卡器串口

        曾喜娟

        ( 黎明職業(yè)大學, 福建 泉州 362000 )

        0 引言

        近年來隨著物聯(lián)網的迅速發(fā)展,射頻識別(radio frequency identification,RFID)技術[1]已經在物流、智能交通、工業(yè)自動化、電子支付等領域得到廣泛的應用.傳統(tǒng)的讀卡器通常采用NXP公司的PN512芯片[2]和RC531芯片[3]作為主控通信模塊,如文獻[2]和文獻[3]分別采用PN512芯片和RC531芯片設計了一種讀卡器,但該讀卡器僅支持MIFare卡,待機電流高(6 mA)、通信速率慢(424 kbit/s);另外,該讀卡器還需要定時發(fā)送REQA和REQB信號來檢測卡片是否在位,待機功耗較大.為此,一些學者對傳統(tǒng)的讀卡器進行了改進.例如:周彥明[4]采用RC522 芯片設計了一種讀卡器,該讀卡器與主機間采用連線較少的串行進行通信,并且用戶可根據需求選取SPI、I2C進行通信,且支持ISO14443A協(xié)議;雖然該讀卡器的通信效能比傳統(tǒng)的讀卡器有了大幅提高,但其待機功耗仍較大,且所支持的非接觸式卡片的類型仍較少.為了降低讀卡器功耗,提高通信效率,本文基于非接觸式CPU卡讀卡器的工作原理,應用AMS公司的AS3911芯片,設計一種非接觸式CPU卡讀卡器,并通過實驗驗證本文設計方案的有效性.

        1 非接觸式CPU卡讀卡器的組成

        非接觸式CPU卡讀卡器系統(tǒng)[5]主要由射頻卡、讀卡器和PC上位機組成.射頻卡由射頻接口電路和數(shù)字電路組成,其主要功能是接收讀卡器發(fā)射的射頻信號,信號在卡內經過耦合、整流濾波與穩(wěn)壓3個過程后可得到直流工作電壓.讀卡器主要由控制器、射頻卡接口電路和串口電路組成,其功能包括檢測射頻卡、讀取射頻卡應答信息以及與PC機通信.讀卡時,讀卡器先發(fā)送REQA和REQB信號檢測射頻卡是否在感應范圍內,若射頻卡接收到信號回復ATQ,讀卡器讀取回復信號后通過串口將其發(fā)送至PC上位機.PC上位機實時顯示讀卡器的當前狀態(tài)及射頻卡的應答信息,同時可向讀卡器發(fā)送命令.

        2 非接觸式CPU卡讀卡器硬件的設計

        2.1 硬件系統(tǒng)結構

        本文設計的讀卡器硬件系統(tǒng)[6]包括電源管理模塊LDO(采用AZ1117芯片)、AS3911射頻卡模塊、STM32F103VCT6的CPU模塊、串口模塊MAX3232以及PC機,如圖1所示.

        圖1 讀卡器硬件系統(tǒng)的結構圖

        2.1.1電源模塊的設計 在圖1所示的讀卡器硬件系統(tǒng)中,LDO電源模塊負責為串口通信電路和控制器STM32F103VCT6供電,其輸入電壓為5 V,輸出電壓為3.3 V,最小輸出電流為100 mA.由MAX3232、LED、STM32F103VCT6、AS3911等元器件的數(shù)據手冊可知,若使MAX3232、LED、ASTM32F103VCT6、S3911及外設保持正常工作,LDO電源模塊需要供應的輸出電流I1為:

        I1=Istm外設+Istm32運行+Iled+Imax3232≥

        6.2 +30.5+20+1=57.7 mA.

        (1)

        考慮到降額設計,本文按100 mA 的規(guī)格設計輸出電流,即LDO模塊可為上述控制器、外設及串口等提供100 mA的輸出電流.AS3911模塊的最大工作電流為I_AL=12.5 mA, AS3911內部發(fā)射器(射頻模塊)的最大工作電流I_(AS3911_RF)為300 mA,所以讀卡器射頻模塊的最大總工作電流為312.5 mA.由此可知,LDO模塊需要提供的總電流I總為412.5 mA.

        采用AZ1117設計LDO電源模塊,該芯片的設計指標為: ①輸出電壓為3.3 V,精度為±1%; ②輸出電流為1 A,滿足輸出電流為412.5 mA的要求; ③輸入輸出壓差為1.15 V,滿足壓差小于1.7 V的要求.LDO電源模塊的電路如圖2所示.

        圖2 LDO電源模塊的電路圖

        2.1.2非接觸式CPU模塊的設計 非接觸式CPU模塊作為系統(tǒng)的主控模塊,其主要功能是控制AS3911和Led燈,并與PC機通信.本文采用ST公司的STM32F103VCT6作為非接觸式CPU模塊.STM32F103VCT6具有SPI接口、3個UART接口(UART1具有串口程序下載功能,還可以實現(xiàn)讀卡器與PC機之間的通信)、80點通用IO和強大的中斷系統(tǒng),不僅能實現(xiàn)與AS3911的通信,還可滿足設計中所需要控制I/O的數(shù)量.非接觸式CPU模塊的電路圖如圖3所示.

        圖3 非接觸式CPU模塊的電路圖

        2.1.3AS3911射頻卡模塊的設計 射頻卡模塊采用AMS公司的AS3911射頻芯片,其工作電路圖如圖4所示.圖4中,AS3911芯片通過SPI總線與控制器通信,外接晶振電路、EMC濾波器、阻抗匹配電路、天線、調諧電容組、接收電路等,以此實現(xiàn)其與射頻卡的通信任務.

        圖4 射頻卡模塊的電路圖

        2.1.4串口模塊的總體設計 STM32F103VCT6 的UART1具有ISP下載功能,所以本文選擇UART1作為系統(tǒng)的串口通信電路.因讀卡器與PC機間的電平不兼容,因此需要有一個電平轉換電路.因MAX3232芯片能夠支持3~5 V的寬電壓,因此本文采用MAX3232芯片來實現(xiàn)RS232電平與CMOS電平間的轉換,其轉換原理如圖5所示.

        圖5 RS232電平與CMOS電平間的轉換原理圖

        2.2 測試分析

        2.2.1電源、晶振指標的測試 1)指標要求.電源及晶振電路需達到的技術指標[7]如下:

        ①VDD由USB供電,供電電壓范圍為4.75~5.25 V.

        ②VDD_IO的電壓范圍為3.267~3.33 V.

        ③VAGD 的電壓范圍為1.4~1.6 V,典型值為1.5 V.

        ④待機模式為IVDD<2 μA;喚醒模式為IVDD<6 μA;關閉載波模式為IVDD<7.5 mA;讀卡狀態(tài)下,IVDD<200 mA.

        ⑤AS3911芯片的內部最大消耗電流I內部為7.5 mA.

        2) 測試方法及記錄.電源及晶振電路的測試方法及測試結果如表1所示.由表1可以看出,各項指標均符合要求.

        2.2.2射頻信號指標的測試 根據信號發(fā)送和接收方式的不同,ISO/IEC14443-3定義了Type A和Type B兩種卡型[8],其區(qū)別主要是載波的調制深度及二進制數(shù)的編碼方式不同.

        1) 指標要求.射頻信號的載波頻率應在13.553~13.567 MHz范圍內.Type A調制信號的波形指標如圖6所示.圖6中,t1為信號下降時間,即信號幅值從90%下降至5%且保持在5%時所需的時間,其時間范圍為2.0 μs2.5 μs時t2的時間范圍為0.5 μs

        2) 測試方法及記錄.射頻信號指標的測試方法及測試結果如表2所示.由表2可以看出,各項測試結果均滿足要求.

        表1 電源及晶振電路的測試記錄

        圖6 Type A調制信號的波形圖

        圖7 Type B調制信號的波形圖

        表2 射頻信號指標的測試記錄

        圖8為Type A卡在2 cm處測試所得的調制信號波形圖.由圖8可以看出,t1=2.774 42 μs,t2=1.230 29 μs,t3=828.097 ns,t4=367.679 ns,該結果均滿足表2中所期望的結果.

        圖9為Type B卡在2 cm處測試所得的調制信號波形圖.由圖9可以看出,波形上升時間Tr=742.762 ns,下降時間Tf=689.626 ns,均滿足小于2 μs的指標要求.

        圖8 Type A卡在2 cm處測試所得的調制信號波形圖

        圖9 Type B卡在2 cm處測試所得的調制信號波形圖

        2.2.3天線阻抗匹配的測試 讀卡器天線的阻抗應與讀卡器匹配,且需讓天線諧振點保持在13.46 ~13.66 MHz范圍內.本設計中測得的Smith圓圖如圖10所示.由圖10可看出,阻抗虛部為0點的頻率在13.643 MHz處,即諧振點在13.643 MHz處,滿足指標要求.

        圖10 阻抗匹配波形圖

        通過以上測試可知: ①電源電壓及其紋波均滿足我國金融集成電路(IC)規(guī)范所要求的相關技術指標; ②在待機模式下,實測電流IVDD為1.44 μA,滿足指標小于2 μA的要求; ③在喚醒模式下,實測電流IVDD為5.7 μA,滿足指標小于6 μA的要求; ④在關閉載波模式下,實測電流IVDD為7.17 mA,滿足IVDD< 7.5 mA的要求; ⑤在讀卡模式下,實測電流(95.3 mA)雖然略大于理論電流值89.5 mA,但滿足IVDD< 200 mA的要求.

        另外,載波頻率、載波波形和天線阻抗也均符合標準要求.由以上測試結果可判定本文設計的讀卡器可滿足應用要求,且具有待機功耗小、穩(wěn)定性好的優(yōu)點.

        3 結論

        本文基于AS3911芯片的非接觸式CPU卡設計的讀卡器的各部分電路均滿足設計要求,且該讀卡器具有良好的穩(wěn)定性、兼容性、靈敏性,待機功耗小,因此該讀卡器在手持POS等行業(yè)中具有良好的應用前景.本文在研究時,未能充分考慮讀卡器的抗干擾能力,今后將對此做進一步研究.

        猜你喜歡
        射頻卡讀卡器串口
        淺談AB PLC串口跟RFID傳感器的通訊應用
        與淘汰命運抗爭 看懂筆記本的讀卡器
        遠程農用機井水電計量設備設計與研制
        一種改進的加密算法射頻卡讀寫系統(tǒng)設計
        基于EMV非接通信規(guī)范的非接觸讀卡器設計
        為二維碼識別的獻禮之作——評測平治二維碼門禁讀卡器
        USB接口的多串口數(shù)據并行接收方法探索
        基于MF—RC500射頻卡讀寫系統(tǒng)設計
        基于藍牙串口適配器的GPS接收機與AutoCAD的實時無線通信
        地礦測繪(2015年3期)2015-12-22 06:27:26
        MATLAB實現(xiàn)組態(tài)王中TCP/IP讀卡器監(jiān)控方法
        国产精品国产亚洲精品看不卡 | 日本老熟妇五十路一区二区三区| 综合偷自拍亚洲乱中文字幕 | 欧美性xxxxx极品老少| 国产乱xxⅹxx国语对白| 亚洲熟妇无码久久精品疯| 国产人成在线免费视频| 久久综合九色综合97婷婷 | 国产精品亚洲av无人区一区香蕉| 国产精品国产三级国av在线观看| 中文字幕在线亚洲一区二区三区| 日本护士一区二区三区高清热线| 亚洲sm另类一区二区三区| 手机福利视频| 亚洲欧美日韩一区在线观看| 青青青草国产熟女大香蕉| 青青草成人免费在线视频| 日本乱偷人妻中文字幕| 欧美日韩亚洲精品瑜伽裤| 午夜天堂精品一区二区| 亚洲综合自拍偷拍一区| 精品丰满人妻无套内射| 色丁香久久| 午夜精品一区二区三区av免费| 日韩精品中文一区二区三区在线 | 九九99无码精品视频在线观看| 久9热免费精品视频在线观看| 精品久久中文字幕一区| 亚洲av中文无码乱人伦下载| 无码人妻一区二区三区免费| 国产一区二区三区视频免费在线| 女同性恋一区二区三区av| 人人妻人人澡人人爽欧美一区九九 | 久久精品人妻嫩草av蜜桃| 亚洲国产精品美女久久| 国产精品沙发午睡系列990531 | 精品人妻一区二区三区浪人在线| 国产精一品亚洲二区在线播放| 女人的天堂av免费看| 99青青草视频在线观看| 国产一区二区三区乱码|