P89LPC903FD單片機(jī)制作射頻識別裝置

1 系統(tǒng)設(shè)計方案
　　射頻識別技術(shù)（RFID）已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域[1]。本設(shè)計是RFID的一種實現(xiàn)。RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的。射頻卡由P89LPC903FD單片機(jī)和DF發(fā)射模塊組成，用于與射頻天線的通信；閱讀器用于讀取射頻卡的信息，由P89LPC903FD單片機(jī)、DF超再生接收模塊和濾波電容組成；閱讀器和射頻卡均采用1.5 V干電池組合供電，容易實現(xiàn)所需電壓的匹配；DF發(fā)射模塊和超再生接收模塊均接敷銅線耦合線圈。該裝置采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換。射頻卡接收由閱讀器中的P89LPC903FD單片機(jī)產(chǎn)生的8位矩形脈沖信號軟件編碼后經(jīng)發(fā)射模塊進(jìn)行ASK調(diào)制，通過耦合線圈將信號發(fā)送給閱讀器，閱讀器的耦合線圈接收信號經(jīng)DF超再生接收模塊接收解調(diào)并通過串行數(shù)據(jù)傳輸將解碼數(shù)據(jù)傳送至P89LPC903FD單片機(jī)后經(jīng)軟件解碼后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，P89LPC903FD單片機(jī)自動識別地址并驅(qū)動LED顯示識別結(jié)果。
2 系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1 元件選取
　　考慮到系統(tǒng)的實用性和低成本，選用PHILIPS公司生產(chǎn)的P89LPC903FD單片機(jī)，用DF發(fā)射模塊實現(xiàn)315MHz的ASK調(diào)制，用DF超再生接收模塊實現(xiàn)接收和解調(diào)[2]。
　　P89LPC903FD是一款單片封裝的低成本、少引腳、高集成度Flash單片機(jī)。如圖1所示，它集成了許多系統(tǒng)優(yōu)化功能，適用于許多要求高集成度、低成本的場合。P89LPC903FD采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行時間只需2～4個時鐘周期，在同一時鐘頻率下其運(yùn)行速度是8051單片機(jī)的6倍，所以只需較低的工作頻率即可達(dá)到同等的工作效率，而且功耗低、EMI小。P89LPC903FD采用8腳封裝，引出管腳為1、8和4腳對應(yīng)的VDD、VSS和復(fù)位腳，所有口線均有LED驅(qū)動能力(4mA～20mA)[3]。在本設(shè)計中用到了它的兩個串行口TXD和RXD。

2.2 系統(tǒng)電路圖
　　系統(tǒng)電路分閱讀器和射頻卡兩部分。
　　(1) 閱讀器電路：將P89LPC903FD的RXD串行口連接到DF超再生接收模塊的DATE端口進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和傳輸，將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解碼后實現(xiàn)系統(tǒng)功能。VCC端口接+3V直流電源，具體電路如圖2所示。該模塊溫度適應(yīng)性強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強(qiáng)、容易實現(xiàn)軟件解碼，并且選擇+6V直流電源供電，提高了接收模塊的接收靈敏度，實用性較好。

(2) 射頻卡電路：P0.2、P0.4、P0.5、P1.1端口與撥碼開關(guān)4個端口連接將完成數(shù)據(jù)輸入功能，輸入的數(shù)據(jù)通過軟件編碼后經(jīng)P89LPC903FD單片機(jī)的TXD串行口輸出到DF發(fā)射模塊的TXD端口實現(xiàn)射頻信息的傳輸，VCC端口接+3V直流電源，DF發(fā)射模塊的供電可選擇+3V～+12V電源，所選擇供電電壓越大其發(fā)射距離就越遠(yuǎn)。本設(shè)計選擇+6 V直流電源供電，容易實現(xiàn)便捷式電源設(shè)計，射頻卡具體電路如圖3所示。

3 程序?qū)懭牒驼{(diào)試
　　利用keil C51編寫控制程序分別寫入2個P89LPC903FD單片機(jī)內(nèi)，利用串口調(diào)試助手，設(shè)置不同的系統(tǒng)波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸調(diào)試，其識別結(jié)果均能達(dá)到100%，最大識別距離可達(dá)3 m,識別時間小于2 s。
　　本設(shè)計利用非專用識別芯片實現(xiàn)了超再生射頻識別，是P89LPC903FD單片機(jī)的一個新應(yīng)用。制作的裝置成本低、功耗小，并實現(xiàn)了高頻和遠(yuǎn)距離射頻卡的難題，有較高的應(yīng)用價值。