STC11F32單片機的射頻讀卡器設計

引 言
無線射頻識別技術(RFID)以其高度安全保密性、通信高速性、使用方便性、成本低等特點而得到快速的普及和推廣，現已廣泛地應用于各類門禁控制系統、公共交通支付系統、醫療保險系統、停車場管理系統、倉儲管理、車輛防盜等方面，并帶動了讀寫器和各類應用產品的開發和推廣。本文在分析射頻識別系統組成和原理的基礎上，提出了基于STC11F32高速單片機和MFRC500芯片的射頻讀寫器設計方案；同時，在該讀卡器上擴展了點陣圖形液晶LCD和串行存儲器W25X80，以及USB芯片CH340T等外圍設備。LCD可以顯示各種圖形和漢字；串行存儲器用來存儲點陣字庫、圖形庫等；USB芯片使得該讀卡器省去了串口和電源供電端口，可以通過USB接口和PC管理軟件通信。該讀卡器使用方便、成本低，電路運行穩定，可以應用到各種場合。

1 射頻讀寫系統的構成和基本原理
最基本的RFID系統由3部分組成：
①電子標簽(Tag，或稱射頻標簽)，由芯片及內置天線組成。芯片內保存有一定格式的電子數據，作為待識別物品的標識性信息，是射頻識別系統真正的數據載體。內置天線用于和射頻天線間進行通信。
②閱讀器，讀寫電子標簽信息的設備。主要任務是控制射頻模塊向標簽發射讀取信號，并接收標簽的應答；對標簽的對象標識信息進行解碼，將對象標識信息連帶標簽上其他相關信息傳輸到主機以供處理。
③天線，標簽與閱讀器之間傳輸數據的發射、接收裝置。
射頻讀寫系統基本原理如下：讀寫器向卡片發一組固定頻率的電磁波，卡片內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同。在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內存儲。當所積累的電荷達到2 V時，此電容可作為電源為其他電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或存取讀寫器的數據。

2 讀卡器硬件設計
STC11F32是宏晶科技公司生產的單時鐘／機器周期(1T)的單片機，是高速、低功耗、具有超強抗干擾能力的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8～12倍。內部集成高可靠復位電路，可用在高速通信、智能控制、強干擾等場合；內部有32 KB的Flash、29KB的EEPROM和1 280字節的SRAM；EA、ALE、PSEN和RST引腳可以定義為通用I／O，即4個P4引腳；編程支持ISP下載功能，使用起來比較方便。