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非接触卡MCRF200及PSK读写器电路设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:本文介绍了非接触式IC卡芯片MCFR200的特点和工作原理,并对其在PSK工作模式下的读写器电路设计作了较详细的论述。该PSK解调方法亦可用于设计TYPEB型卡读写器BPSK的解调电路。PSK方式的优点是读出速度快捷。
  关键词:非接触卡;MCRF200;读写器;PSK;负载调制
  
  1MCRF200简介
  
  MCRF200是Microchip公司生产的非接触式可编程无源RFID器件,它的工作频率载波为125kHz。该器件有两种工作模式:初始Native模式和读模式。所谓初始模式是指MCRF200具有一个未被编程的存贮阵列,而且能够在非接触编程时提供一个缺损状态其波特率为载波频率fc的128分频,调制方式为FSK,数据码为NRZ码;而读模式是指在接触或非接触方式编程后的永久工作模式,在该模式下,MCRF200芯片中配置寄存器详见后述的锁存位CB12置1,芯片上电后,将依据配置寄存器的设置并按协议发送数据。
  
  MCRF200的其它主要性能如下:
  
  ●带有一次可编程(OTP)的96位或128位用户存储器(支持48位或64位协议);
  
  ●内含整流和稳压电路;
  
  ●功率损耗极低;
  
  ●编码方式可在NRZ码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码之间选择;
  
  ●调制方式可在直接调制(ASK)、FSK、PSK1和PSK2(PSK1、PSK2定义见后述中选择);
  
  ●采用PDIP和SOIC封装形式。
  
  2MCRF200的工作原理
  
  2.1应用系统构成
  
  MCRF200的典型应用系统构成如图1所示。图中,引脚VA和VB接电感L1和电容C1构成的外接谐振电路,该LC谐振电路的谐振频率为125kHz。读写器边的LC电路也谐振于125kHz则用于输出射频能量,同时可接收MCRF200芯片以负载调制方式送来的数据信号。
  
  2.2芯片内部组成原理
  
  图3
  
  MCRF200芯片的内部电路框图如图2所示,它由射频前端电路和存贮器电路两大块组成。其中,射频前端电路用于完成芯片所有的模拟信号处理和变换功能,包括电源、时钟、载波中断检测、上电复位、负载调制等电路。此外,它还用来实现编码、调制方式的逻辑控制;而配置寄存器电路则用于确定芯片的工作参数。该配置寄存器不能被非接触方式编程,因为它在非接触方式下已经被Microchip公司在生产时进行过编程。
  
  配置寄存器各位的控制功能如下:
  
  ●CB1:用于设置存贮器阵列的大小。当CB1为1时,用户阵列为128位;为0时,其用户阵列为96位。
  
  ●CB2、CB3、CB4位:该三位编码可用于设置波特率,其编码表列于表1。
  
  ●CB5用来设置同步字。CB5为1时,有1.5位同步字;为0时,无同步字。
  
  ●CB6与CB7:用于设置数据编码方式,具体见表2所列。
  
  ●CB8与CB9:调制方式选择位,具体见表3。
  
  ●

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