MSP430F123单片机基于RFID的导盲系统研究设计(6)
随着射频识别技术的发展和日趋成熟，RFID阅读器也形成了一些典型的系统设计与实现规模，如图2-3所示。阅读器可分为射频模块和基带模块两部分。
图2-3 RFID阅读器典型的系统设计与实现模型
射频模块主要有两个作用：一是将阅读器待发射的命令调制到阅读器／射频标签的工作频率上，并经天线发射出去；二是实现将射频标签返回到读写器的回波信号进行相应的处理，并解调出标签送回来的数据信息。
基带模块也有两个作用：一是将命令编码为便于调制到阅读器／射频标签的工作频率上的编码调制信号；二是实现对经过射频模块解调处理的标签回送数据信号进行必要的处理（包含解码），并将处理后结果送入单片机[8]。
阅读器写入电子标签的数据都来自应用系统，同样阅读器读取的标签信息都会送入应用系统。
为了使阅读器读取数据时能够达到很好的同步效果，往往不对单极性矩形脉冲直接进行调制，而是先将其编码成曼彻斯特码、密勒码或修正密勒码后，再对其进行调制。同理对读取的标签信息先解调后也要进行解码把曼彻斯特码、密勒码或修正密勒码解调为单极性矩形脉冲后才送至单片机。
本研究选用的阅读器芯片为TRF7961,其管脚分配，电路连接如图2-4、2-5所示
图2-4 TRF7961管脚分配图
图2-5 TRF7961电路连接图
2.3.1 阅读器功能特点
TRF7961阅读器功能特点如下：
①内部分开的高电源纹波抑制比（PSRR）为模拟部分、数字部分供电；
②AM调幅的PM相位调制的双路接受输入使通信死区减到最小，AM调幅和相位调制接受强度检测；
③读卡器与读卡器防冲突；
④高集成度降低BOM的成本和PCB版面积，超小32管脚QFN封装；
⑤外部单个13.56MHZ晶体振荡器；
⑥8位并行接口或串行4线SPI与MCU接口带12个字节FIFO；
⑦宽电压操作范围2.7V-5.5V
⑧超低功耗模式：
——掉电模式<1μA
——待机模式120μA
——工作模式（仅接收）10mA
⑨可主动检测进入读取范围内的射频卡；
TRF7961的工作频率为13.56MHZ，之所以选择13.56MHZ为工作频率，是因为高频RFID技术成熟，价格低廉，环境适应能力和抗干扰能力强，频带较宽，数据传输速率较高，电磁感应耦合方式，与之相匹配的电子标签为无源电子标签，无源标签利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为标签内电路供电，标签体重轻、体积小，可以制成很薄的卡，寿命长，对工作环境要求不高，大部分RFID系统均选用此类标签。
2.3.2 TRF7961的电源模式
该芯片有7种电源模式，可以通过控制2个输入脚（EN脚和EN2脚）及芯片状态控制寄存器中的3个标志位来进行选择。
EN=0,EN=0,系统处于完全掉电模式；
EN=0，EN=1，VDD_X被激活，SYS_CLK辅助频率60KHZ开启；
EN=1,B7=1,阅读器处于低功耗模式，能够在100us从该模式恢复到全功耗模式；
EN=1，B5=0，B1=0，阅读器处于第二种低功耗模式，阅读器可以在25us内从该模式恢复到全功能模式；
EN=1，B5=0，B1=1，仅RF模块使能模式，此时阅读器的接收使能工作；
EN=1，B5=1，B4=1，整个RF模块使能模式，接收器、发送器均使能工作，阅读器处于半工耗模式；
EN=1，B5=1,B4=0，整个RF模块使能模式，接收器发送器均使能工作，阅读器处于全功耗模式；
阅读器的EN为主使能输入，当EN被置高时，阅读器的所有控制器均使能，13.56MHZ的晶体振荡器也开始工作，同时给MCU提供时钟的SYS_CLK被激活。
EN2为辅助使能，它有两个功能：一是将EN2与VIN直接相连，保证阅读器会通过VDD_X接口和SYS_CLK接口向MCU提供电源和时钟，当EN=0时，SYS_CLK向MCU提供的时钟频率为60KHZ；二是在完全掉电模式下也能通过EN2启动阅读器。当EN被置为低电平时，EN2输入置高即可启动阅读器和13.56MHZ的晶体振荡器。