基于AT88RF256的RF射頻研究

摘要：介紹了射頻技術。特別是對于RF射頻的寄存器和命令，編碼設計的思想，如何發射進行了詳細了介紹，最后進行了數據仿真，表明射頻在不同的頻段有不同的增益。
關鍵詞：射頻；密勒碼；地址字

O 引言
射頻(RF)是Radio Frequency的縮寫，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300 kHz～30 GHz之間。射頻簡稱RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流，大于10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。在電磁波頻率低于100 kHz時，電磁波會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于100 kHz時，電磁波可以在空氣中傳播，并經大氣層外緣的電離層反射，形成遠距離傳輸能力，我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻。信息源經過二次調制，用線纜傳輸到對端，對端用反調制將信息源還原后再應用，不管頻率多低，也是射頻傳輸方式，如果沒有調制反調制過程，只是將信息源用線纜傳送到對端直接使用，不管頻率有多高，都是一般的有線傳輸方式。

1 RF技術核心
1．1射頻卡的寄存器和命令
AT88RF256-12卡是美國ATMEL公司推出的一款基于125 kHz工作頻率的感應卡，可以加密，數據量為256位，內部電路如圖1所示，作為典型的低頻、加密和可讀寫卡。用戶對卡的操作包括讀卡、寫卡、核對密碼、停止卡等，必須按以下7個命令格式來執行上述操作：

0A2A1A010：寫第A2A1A0頁32位的EEPROM；
0A2AJ A001：讀第A2A1A0頁32位的：EEPROM；
0000ll：數據固化命令(8位)；
010011：寫卡片控制位命令(24位)：
000111：寫卡片密碼命令：
011000：停止卡命令：
011100：核對密碼命令：
當模塊沒有數字接口或不要求用到數字接口時，任一模塊都可在出廠前被預設成相控振蕩器(PL0)。只要有一個電源及外部參考源，通過加載工作頻率已重新設定的PNP頻率合成源，則該PLO就可工作在任一固定的、在50 MHz至5 GHz范圍內的工作頻率下。微型合成器可被用于許多場合，包括檢測器件中的高精度源，數字微波無線器件中的本地晶振，或作為用于大型通信或軍事頻率合成器系統的緊湊的時鐘源。
1．2 編碼要求
AT88RF256卡在默認狀態下讀卡片用MILLLER(密勒)碼，寫命令數據用MANCHESTER(曼徹斯特)碼。初始化下，密勒碼元寬度是128μ8，曼徹斯特碼元寬度是256μs。讀寫器要對卡片發送命令，除了卡片要進入射頻場內獲取能量外，發送時間也受限制。卡片進入射頻場后，按如下格式向讀寫卡器循環發送數據：起始位；32～152位(長度可自行設定)的ID數據；停止位；8位收聽窗(Listening Window)。圖2示出基站模塊的DATA OUT引腳的輸出波形，在每個數據包之間都有一個持續8位密勒碼元寬度的低電平狀態的收聽窗。只有在收聽窗第2位至第7位，射頻才可以接收讀寫卡器發送的讀、寫命令。所以本設計的一個關鍵是如何捕捉到收聽窗，這屬于讀卡和解碼操作的一部分，解碼是建立在對基站模塊DATA OUT引腳波形分析的基礎上。

1．3 配置字描述
配置字的讀取在CLKl的正邊沿時，從MSB(最高位)開始。新的配置從CS的下降沿開始。假如nRF2401子系統需要配置為ShockBurst方式，兩個接收頻道，則在VDD(芯片電源)上電后，只需120位的配置字。在協議、工作方式和接收頻道都配置好后，只需要1位(RXEN)來切換是接收或發射。在配置字被讀取的過程中，MSB(最高位)最先被讀到寄存器中。默認配置字為：h8E08．1C20．2000．0000．00E7．0000．E721．0F 04，共18字節，可根據需要進行取舍。Shock Burst數據包的總位數最多不能超過256位，DATAx_W(bits)=256-ADDR_W-CRC(1)其中：ADDR-W為配置字中B[32：18]所設置的接收地址的長度，8位～40位；CRC為配置字B[17]所設置的校驗字，8位或16位，4位或8位前綴是自動加進去的，不占用數據包的位數。