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用异步收发器HT6720设计RFID系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:HT6720是可在射频识别系统中制作电子标签的专用集成电路,工作频率为13.56MHz,属于中频识别芯片。该芯片内置96bitOPT存储器,且为只读型。由于HT6720所需要的数据载体结构简单,因此,通过HT6720可用极低的成本生产只读标签和设计射频识别系统。
  关键词:射频识别;阅读器;电子标签;收发器;HT6720
  
  1主要技术特点和内部结构
  
  异步收发器HT6720具有非常低的工作电流。该器件在VDD为3V时的工作电流仅为4μA,而且工作电压范围很宽,其数据传输仅工作在只读方式。用户可编程数据最多为64bitCRC纠错检测码为16bit,并带有OTP数据存储器,载波信号频率为13.56MHz,典型输出数据波特率在VDD为3V时为4kbps。HT6720的调制方式为PWM/ASK同时内置电压限制器。HT6720特别适用于货物跟踪、动物管理、工作人员工作时间记录、停车场监控系统、门禁控制保安系统、防伪设计等识别卡的应用方面。
  
  HT6720是一种内置13.56MHsRF载波的RF异步收发集成电路,在其外部连接一个电感就可以提供一个低成本无电池异步收发器解决方案,HT6720的内部结构如图1所示。HT6720芯片的内部由VCC限制和RF电平限制、移位寄存器、EPROM数据存储器、测试和EPROM编程电路、系统时钟产生电路、数据处理电路、通用复位电路和PWM/ASK调制等功能电路组成。外部电路中的电感和内部的电容组成了一个LC振荡电路。工作时,由阅读器天线发射的13.56MHz载波信号在LC振荡回路上将感应出一个电压,如果感应的载波场强足够高,就会产生一个工作电流以使HT6720中的内置LC振荡器激活,同时应答信号OPT存储器中预置的程序就会被串行送出,从而发送出使用PWM/ASK调制的应答数据,最后通过LC振荡回路的衰减获得固定波特率的13.56MHz载波。
  
  被发送的信息通常会存储在一个96bit的一次性可编程存储器OPT中,该OPT带有16bit的CRC代码,为客户预留的代码可以达到64bit。对于一个小型天线来说,其有效的检测距离是2~10cm检测距离取决于天线的外形尺寸和阅读器的设计,天线回路越大,匝数越多,检测的距离就越远,要获得15cm的检测距离,就要用更长的天线。HT6720集成电路为RF检测系统提供了低成本且非常有效的解决方案,而且它还为客户提供了64bit宽的代码区域,从而可由指定的程序员非常方便地编写程序。HT6720芯片的外形尺寸和管脚排列如图2所示,各管脚的功能说明如表1所列。
  
  表1管脚功能说明
  
  管脚号管脚名接口内部连接
  功能说明
  
  1HF2I/OCMOS通常工作情况与天线线圈相连,打开数据程序2HF1I/OCMOS通常工作情况与天线线圈相连,为程序的数据I/O3VSS--电源的负极,接地4CLKICMOS编程器的时钟输入端,通常情况开路5VAPI-为编程器提供的高压电源输入端,通常情况开路6VDD--为编程器提供的+5V电源输入端,通常情况开路
  2由HT6720组成的RFID系统
  
  由HT6720组成的RFID系统结构如图3所示,其中异步收发芯片是射频识别系统的真正数据载体。通常,这种电子标签没有自己的供电电源电池,只是在阅读器的响应范围之内应答器才是有源的,应答器工作所需的能量是通过非接触的耦合元件传输给应答器的。阅读器先从天线发射13.56MHz的载波信号,以便在异步收发器上的LC振荡电路中把载波信号的能量转变成电压形式,从而为内部带泵电路的异步收发器芯片提供电源。如果感应的电压足够高,当泵电压达到内部LC振荡电路的接入电压时,被激活的异步收发器连续发送它内部的数据。阅读器用检测天线上能量变化的方式来接收异步收发器的数据,然后通过单片机来识别信息。HT6720内部带有一个电压限制器,可用来防止LC振荡器的感应电压以及RF电平超过允许值而造成的芯片损坏或功能不正常。
  
  HT6720芯片上的OPT存储空间共有96bit,OPT存储空间编码包的格式如图4所示。
  
  在HT6720所提供的96bitOPT存储空间中,有64bit编码区域是留给客户编程用的,这部分可由客户自己决定,其中有8bit是分类地址编码,可用来储存应用程序,另有56bit是产品地址编码,主要用来存储客户号码和数据内容;此外,还有8bit是代理人的地址码,该码通常已在芯片生产厂家将注册号与数据一起写入,还有8bit客户地址码可用来储存客户当前的号码,6bitCRC循环冗余检验码用于在无线接口识别传输错误,但它不能纠正错误,只能由写装置自动产生。电子标签主要由异步收发器芯片和天线线圈组成,最

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