STC11F32单片机的射频读卡器设计

引 言
无线射频识别技术(RFID)以其高度安全保密性、通信高速性、使用方便性、成本低等特点而得到快速的普及和推广，现已广泛地应用于各类门禁控制系统、公共交通支付系统、医疗保险系统、停车场管理系统、仓储管理、车辆防盗等方面，并带动了读写器和各类应用产品的开发和推广。本文在分析射频识别系统组成和原理的基础上，提出了基于STC11F32高速单片机和MFRC500芯片的射频读写器设计方案；同时，在该读卡器上扩展了点阵图形液晶LCD和串行存储器W25X80，以及USB芯片CH340T等外围设备。LCD可以显示各种图形和汉字；串行存储器用来存储点阵字库、图形库等；USB芯片使得该读卡器省去了串口和电源供电端口，可以通过USB接口和PC管理软件通信。该读卡器使用方便、成本低，电路运行稳定，可以应用到各种场合。

1 射频读写系统的构成和基本原理
最基本的RFID系统由3部分组成：
①电子标签(Tag，或称射频标签)，由芯片及内置天线组成。芯片内保存有一定格式的电子数据，作为待识别物品的标识性信息，是射频识别系统真正的数据载体。内置天线用于和射频天线间进行通信。
②阅读器，读写电子标签信息的设备。主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答；对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以供处理。
③天线，标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。
射频读写系统基本原理如下：读写器向卡片发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当所积累的电荷达到2 V时，此电容可作为电源为其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或存取读写器的数据。

2 读卡器硬件设计
STC11F32是宏晶科技公司生产的单时钟／机器周期(1T)的单片机，是高速、低功耗、具有超强抗干扰能力的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成高可靠复位电路，可用在高速通信、智能控制、强干扰等场合；内部有32 KB的Flash、29KB的EEPROM和1 280字节的SRAM；EA、ALE、PSEN和RST引脚可以定义为通用I／O，即4个P4引脚；编程支持ISP下载功能，使用起来比较方便。