基于SPCE061A的射频读写器信号分析系统设计

admin

引  言
射频识别RFID技术是一种基于射频原理实现的非接触式自动识别技术。它的基本原理是信号通过空间耦合(交变磁场和电磁场)实现信息传递，这些信息一般加载在电子标签中。信息的数据格式通常有标准的韦根(Wiegand)信号或各种串行通信接口信号。
当前，读写器的应用日渐广泛。在生产和销售的过程中，人们常常苦于没有一种快速、简便的方法对读写器的输出信号进行直观的显示，以至于在生产中常常需要将产品进行返工，重新校正产品的信号输出。为解决这一问题，采用具有语音处理功能的SPCE061A单片机作为控制器，对射频读写器常见的输出信号进行分析和处理。
1  信号分析系统的总体设计
在射频读写器中，需要分析与处理的常见信号包括RS-232信号、RS-485及韦根信号。对这些信号的处理可以采用凌阳SPCE061A单片机。凌阳SPCE061A单片机具有51单片机的常用功能，片内资源高度集成，如ADC、DAC、RAM、FLASH、定时器、锁相环、低电压检测及复位、看门狗、ICE接口等等；另外，SPCE061A内嵌32K字闪存，其u’nSP指令系统还提供具有较高处理速度的16位×16位乘法运算指令和内积运算指令，能方便、快捷地处理各种复杂的数字信号。因此，本系统采用SPCE061A作为核心控制电路来进行外围电路开发，系统的总体框图如图1所示。

在本系统中，为了选择所要测试的数据类型，系统中设计了数据切换按钮以使系统能够对所读数据进行选择处理，同时，为了直观看到所要分析的数据信号，系统中设置了LCD。该LCD能将所读数据的ID显示出来，同时系统能将读到的错误ID通过语音模块进行报警。本文重点讨论使用SPCE061A对常见信号(如RS-485与韦根信号)进行分析与处理的方法。
1.1 RS-485数据信号处理
本文所要处理的RS-485信号的数据帧格式如下：

①数据开始标志STX=02H，数据结束标志ETX=03H。
②DATA为读取的电子标签编号，长度为8字节ASCII码。把数据按从高到低的顺序每4位1组进行分割，再把4位二进制数的取值用ASCII码表示。由于4位二进制数的取值范围是0H～FH，因此转换后的ASCII码为30H～39H、41H～46H。例如：32位编号数据为6A90F103H，转化为8字节的ASCII码后为“36H  41H39H 30H 46H 31H 30H 33H”。
③BCC为校验码，是从STX到ETX每一个字节“异或”后的结果。接收时，SPCE061A单片机对接收的数据进行校验和计算，然后与校验码相比较，以进行误码判断。
当用SPCE061A单片机对RS-485信号进行分析时，采用Maxim公司的MAX481作为RS-485的驱动芯片。该芯片内部集成了1个驱动器和1个接收器，符合RS-422A和RS-485通信标准。MAX481引脚如图2所示。引脚功能如表1所列。

SPCE061A与RS-485的接口电路如图3所示。