非接触式IC卡射频前端电路设计
非接触式射频卡读写器设计【自动化毕业论文】
本科毕业论文（20 届）非接触式智能卡读卡器的设计所在学院___________________________ 专业班级_________ 自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要本文介绍了以AT89S52单片机作为微控制器，以射频技术为核心，基于PHILIPS公司MF-RC500模块的非接触式IC射频卡读写器，阐述了该系统的组成、工作原理以及相应的软硬件设计。
本文阐述了非接触式IC射频卡技术的基本原理，并对其读卡器在工程上的设计和开发作了研究。
论文描述了IC射频卡系统的发展和现状，通过对射频识别技术原理的研究，揭示了射频IC卡系统的工作原理。
介绍了Type A型常用的卡片MFI IC S50和对应读卡器的设计方法和电路（使用专用射频读卡集成芯片RC500）,并详细阐述了系统各个模块的组成和原理，给出了天线的设计规范。
然后根据课题要求详细介绍了自主设计的一款Type A型读卡器的核心部件一射频模块的实现方案和具体电路。
最后介绍了系统设计的软件部分，重点介绍了RC500的主要特性、基本指令集以及与Mifarel非接触IC射频卡数据通信的一些重要模块的编程思路和编程方法，给出了两个编程实例。
实际测试证明该读写器完成了基本功能，运行稳定。
关键词：微控制器；非接触式射频卡；读写器；MF-RC500；射频识别AbstractAbstractWith micro-computer AT89S52 as controller, the radio frequency technology as core, this paper describes the system's compositionx work principle and design of hardware and software of contactless IC card read-write device base on MF-RC500 of PHILIPS Company .This paper introduces the basic principle of the contactless IC card technology and the application of IC card reader. First the paper describes the development and the status quo of the IC cards system. Then the work principle of the radio frequency IC card system is discovered through studying the principium of the radio frequency technology. Whereafter, the paper introduces the card MFI IC S50 what is usually used in the cards of Type A, the design method and the circuit of the card reader device (the device use the radio frequence chip reader module RC500), and in detail analyzes the principle of every module, simply Points to the design rules of the antenna circuit. Then, the paper in detail introduces the implement project about circuit and program of the kernel components of a Type A IC cards reader, the RF module, what is completely made by do-it-yourself. In the end, the paper introduces the software of the system, and the main property and basic intruction set of a contactless IC card reader RC500 based on Philips5MIFARE1 are introduced. And some ideals and methods of programme about the basilic module with data communication between the cards and RC500 are presented. Finally the two examples of programme are given. The Read-Write Device is stabilized through test.Keywords: MCU; Contactless IC Card; Read-Write Device; MF-RC500; RadioFrequency Identification目录摘要 (I)Abstract (11)第一章绪论 (i)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2目前国内外研究现状 (2)1.3本课题设计的主要工作和任务 (3)第二章读卡器系统方案设计与实现 (5)2. 1 IC射频卡介绍 (5)2.2读卡器基本原理 (5)2.3总体方案论证 (6)2. 3. 1各模块方案选择与论证 (6)2. 3.2总体方案确定 (8)第三章系统硬件设计与实现 (9)3.1电源模块 (9)3.2人机接口模块 (9)3.3系统时钟模块 (10)3.4存储模块 (11)3. 5 MF-RC500 读写模块 (12)3. 5. 1 MF-RC500 介绍 (12)3. 5. 2 天线模块的设计 (14)3.6通信模块 (19)第四章系统软件设计与实现 (21)4.1软件设计环境 (21)4.2主程序的设计 (21)4.3读/写卡程序设计 (22)4. 3. 1 MF-RC500 指令说明 (22)4. 3.2读/写卡程序流程图 (24)4.4读卡器外围基本电路程序的设计 (25)4. 4. 1显示程序设计 (25)4. 4. 2 键盘程序设计 (27)4. 4. 3 EEPROM程序的编写 (29)4.5通信部分程序设计 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录A 总电路图 (35)附录B 读/写卡源程序 (36)第一章绪论1」课题研究的背景和意义IC卡是一种射频卡，又称“集成电路卡”、智能卡，英文名称“Integrated Circuit Card”或“Smart card”,其集成电路为标准串行EEPROM.。
无源射频识别读写器射频前端的设计与实现
无源射频识别读写器射频前端的设计与实现无源射频识别（RFID）技术是一种非接触式自动识别技术，被广泛应用于物流、仓储管理、车辆管理、电子支付等领域。
无源射频识别读写器是实现RFID技术的关键设备之一，其射频前端的设计与实现对整个读写器的性能和稳定性有着重要影响。
射频前端是RFID读写器中负责将射频信号进行放大、滤波、解调和整形的模块。
其设计目标是实现高灵敏度、低功耗和稳定的性能。
为了达到这些目标，射频前端的设计需要考虑以下几个方面。
首先，射频前端需要选择合适的天线。
天线是RFID系统中能量传输和信号传输的关键部分，其阻抗匹配与射频前端的性能直接相关。
合适的天线设计可以提高能量传输效率和信号接收灵敏度，从而提高读写器的识别距离和读取速度。
其次，射频前端需要设计合适的射频放大器。
射频放大器负责将接收到的微弱射频信号放大到一定的幅度，以便后续的解调和处理。
合适的射频放大器设计可以提高读写器的灵敏度，增强对弱信号的接收能力。
另外，射频前端还需要设计合适的滤波器。
滤波器用于抑制或去除射频前端输入信号中的杂散信号和噪声，以保证读写器的信号质量和抗干扰能力。
合适的滤波器设计可以降低读写器对外界干扰的敏感度，提高系统的可靠性和抗干扰能力。
最后，射频前端还需要设计合适的解调和整形电路。
解调和整形电路负责将放大后的射频信号进行解调、整形和数字化处理，以便后续的数据处理和识别。
合适的解调和整形电路设计可以提高读写器的数据处理速度和准确性。
总之，无源射频识别读写器射频前端的设计与实现是保证读写器性能和稳定性的重要环节。
通过合理选择天线、设计合适的射频放大器、滤波器和解调整形电路，可以提高读写器的灵敏度、抗干扰能力和数据处理速度，从而更好地满足各种应用场景的需求。
非接触式IC卡射频前端电路设计
２ 设 计 标 准
射频 前端 部 分 主要解 决 卡 内无 源 、 接触 以及 免 调制 解调 等 问题 。非接 触式 Ｉ Ｃ卡 射频 前 端 分别 与 读 卡 器 （ Ｃ 和 卡上 数 字 部 分 进 行 通 信 ， Ｐ Ｄ） 相应 地 ， 存在 二个 接 口规 范 。 模拟 与 数字 部 分 的接 口对 于一 个 完整 的设 计来 说 是 电路 内部 的信 号 接 口， 因此 并
ＥＥＡＣＣ ： ２ ７ Ｄ ５ ０
１ ４ ３２标 准 Ｂ型非 接触 式 Ｉ ４４ — Ｃ卡 的射 频 前 端 电路
言
非 接触 式 Ｉ Ｃ卡 源于 射频 识别 技术 的产生 与发
展。 射频 识 别 即 Ｒ ｄｏＦ ｅ ｕ ｎ ｙＩｅ ｔ ｉ ｔ ｎ 简 ａ ｉ ｒｑ ｅ ｃ ｎｉｃ ｉ （ ｄ ｆａｏ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ＣＭ ＯＳ ｔ ｃ ｏｌ ｇ ＲＦ ｏ － ｄ ｃ ｒ ｕｉｓ； ａ ｆ ｗａ ｅ ｒ ｃ ｉｉ ｒ； ｏ ｌ ｔｏ ； ｅ ｅ ｈｎ ｏ ｙ； Ｆｒ ｎｔ Ｅｎ ｉ ｃ ｔ ｈ ｌ — ｖ ｅ ｔｆｅ ｍ ｄｕ ａ ｉ ｎ ｄ —
ｍ Ｏ ｕｌ ｔ Ｏ ｄ ａｉ ｎ
ｌｓ Ｃ ｃ ｒ ｓ ｗｈ ｃ ｏ ｌ ｔ Ｓ ／ＥＣ １ ４ ３， ｎ ｘ ａｉｔ ｓｏ ｈ ｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ ｏ ｙ ｉａ ｅ ｓＩ ａ ｄ ｉｈ ｃ ｍｐ ｙ ｗｉｈ Ｉ Ｏ Ｉ ４ ４ ａ ｄ ｅ ｐ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｆｔ ｐｃ ｌ ａ ｅ
关 键 词 ： ＭＯＳ工 艺 ； 频 前 端 ； 波 整 流 ； 制 ； 调 Ｃ 射 半 调 解 中图分类号 ： ＴＮ４ ２ ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０３ １ （０ ２ ０ —８ —５ １ ０ — ８ ９ ２ ０ ） ３２ ５ ０
ISO15693非接触式IC卡射频前端电路的设计
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ（总第１０７期）ＣｈｉｎａｌｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｌｔ１前言ＩＳＯ１５６９３标准协议是国际上规定的用于非接触式ＩＣ卡的一种高频通信协议。
该标准协议的非接触式ＩＣ卡的读写距离长达１００ｃｍ，比同是高频通信协议的ＩＳＯ１４４４３规定的１０ｃｍ读写距离更大，应用范围也会更加广泛。
ＩＳＯ１５６９３标准协议规定：读卡器到卡所发送的信号为采用脉冲位置编码的１０％ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式的频率都为１３．５６ＭＨｚ的载波。
卡片解调电路的任务是把两种深秦燕青，葛元庆（清华大学微电子学研究所，北京１０００８４）ＩＳＯ１５６９３非接触式ＩＣ卡射频前端电路的设计摘要：介绍了ＩＳＯ１５６９３非接触式ＩＣ卡射频前端电路，采用了一种巧妙的整流电路，提高了整流效率。
同时使用了一种适用于ＩＳＯ１５６９３非接触式卡片的简单的稳压电路结构，有助于信号的解调，并且使卡片在接收到的信号为１０％ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式时都能正常工作。
芯片测试结果显示：电源产生电路能够产生２．２Ｖ－３．８Ｖ的直流电压，解调电路能够在２．０Ｖ－３．８Ｖ电压下可靠稳定的工作；在ＩＳＯ１５６９３规定的最小场强０．１５Ａ／Ｍ处，整个芯片的电源电压为３．３Ｖ，且功耗小于６０μＷ。
关键词：ＩＳＯ１５６９３；非接触式ＩＣ卡；整流电路；电源产生电路；解调电路ＤｅｓｉｇｎｏｆａＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｏｆｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｆｏｒＩＳＯ１５６９３ＱＩＮＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＧＥＹｕａｎ－ｑｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｃｏｍｐｌｙｉｎｇｗｉｔｈＩＳＯ１５６９３．Ａｎｏｖｅｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｓｉｍｐｌｅｌｉｍｉｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｉｎｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ，ａｎｄｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌ．Ｔｈｉｓｌｉｍｉｔｅｒｃａｎａｌｓｏｈｅｌｐｔｈｅａｂｏｖｅｃａｒｄｓｗｏｒｋｎｏｒｍａｌｌｙｗｈｅｎｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａｌｉｓ１０％ＡＳＫｏｒ１００％ＡＳＫｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｍｏｄｅ．Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒｇｅｎ－ｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａＤＣｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅｆｒｏｍ２．２Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｗｏｒｋｐｒｏｐｅｒｌｙａｎｄｓｔｅａｄｉｌｙｆｒｏｍ２．０Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ６０ｕＷａｔ３．３Ｖ，ｗｈｅｎｔｈｅｗｈｏｌｅｃｈｉｐｗｏｒｋｓａｔｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｉｅｌｄ０．１５Ａ／Ｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｐｒｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎＩＳＯ１５６９３．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＳＯ１５６９３；ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ；ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ；ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ；ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔＥＥＡＣＣ：１２０５；１２５０３９（总第１０７期）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ度的ＡＳＫ调制信号从天线上解出，并且把它量化成数字信号送给后续的数字逻辑电路使用。
基于RC522的非接触式IC卡读卡器设计
基于RC522的非接触式IC卡读卡器设计一、引言非接触式IC卡技术是一种新兴的智能卡技术，其具有快速、方便、安全等特点，在许多领域得到了广泛应用。
本文基于RC522模块，设计了一种非接触式IC卡读卡器，能够实现IC卡的读取、验证和数据传输功能。
二、硬件设计1.RC522模块RC522模块是一种非接触式IC卡读卡器模块，内置了射频信号的硬件电路和通信协议。
通过与主控芯片的串口通信，可以实现与IC卡的交互操作。
2. Arduino UNO控制器Arduino UNO控制器是一种开源的硬件平台，具有易学易用、开发快速等特点。
通过编写Arduino语言的程序，可以控制各种外设的工作。
3.电源电路为了保证系统的正常工作，需要提供稳定的电源电压和电流。
可以通过将主控芯片的VCC引脚连接到稳定电源上，来实现电源电路的设计。
三、软件设计1.初始化RC522模块首先，需要在Arduino程序中引入MFRC522库并初始化RC522模块。
初始化包括设置模块的SPI引脚和读取器模式等参数。
2.读取UID通过调用MFRC522库中的函数，可以实现读取IC卡的UID（唯一标识符）。
UID可以用于后续的卡片验证和数据传输。
3.卡片验证IC卡的验证过程包括选择卡片、验证密码等步骤。
在Arduino程序中，可以通过调用MFRC522库中的函数来实现。
4.数据传输一旦IC卡验证成功，就可以实现数据的传输。
可以通过读取或写入IC卡的扇区、块来实现对数据的读取或修改。
四、程序流程1.初始化RC522模块和串口通信2.循环读取IC卡3.读取IC卡的UID4.验证IC卡密码5.读取或写入IC卡的数据6.返回步骤2，继续读取下一张IC卡五、总结通过RC522模块与Arduino控制器的组合，可以实现非接触式IC卡的读取、验证和数据传输功能。
本设计具有简单、易实现的特点，可以作为非接触式IC卡读卡器在实际应用中的参考。
以上就是基于RC522的非接触式IC卡读卡器的设计思路和程序介绍，对于感兴趣的人员来说是一个很好的学习和实践项目，可以通过进一步的研究和开发，改进和完善这个设计。
基于非接触式IC卡的智能门禁系统的设计与开发
基于非接触式IC卡的智能门禁系统的设计与开发一、概述随着科技的飞速发展，智能门禁系统作为现代安全防范的重要手段，正逐渐取代传统的门禁管理方式。
基于非接触式IC卡的智能门禁系统，以其高效、便捷、安全的特点，受到了广泛关注和应用。
本文旨在探讨基于非接触式IC卡的智能门禁系统的设计与开发过程，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
非接触式IC卡，又称射频卡，通过无线射频识别技术实现数据的读取与写入。
与传统的接触式IC卡相比，非接触式IC卡无需物理接触即可完成信息交互，具有更高的便捷性和耐用性。
非接触式IC 卡还具有防复制、防篡改等安全特性，使得其在门禁系统中的应用更具优势。
基于非接触式IC卡的智能门禁系统，通过集成射频识别技术、微处理器控制技术和网络通信技术等，实现了对门禁的智能化管理。
该系统可实现对进出人员的权限控制、记录查询、报警提示等功能，提高了门禁管理的效率和安全性。
本文将从系统需求分析、硬件设计、软件开发等方面，详细介绍基于非接触式IC卡的智能门禁系统的设计与开发过程。
通过对门禁系统的功能需求进行分析，确定系统的整体架构和功能模块；选择合适的硬件设备和开发工具，完成系统的硬件搭建和软件开发；对系统进行测试和优化，确保系统的稳定性和可靠性。
通过对基于非接触式IC卡的智能门禁系统的设计与开发的研究，本文旨在为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考和借鉴，推动智能门禁系统的发展和应用。
1. 门禁系统的背景与意义随着科技的不断进步和社会治安环境的日益复杂，门禁系统作为保障公共安全、提高管理效率的重要手段，已经广泛应用于各类场所，如企事业单位、住宅小区、学校医院等。
传统的门禁系统通常采用接触式IC卡或密码识别等方式，但存在易磨损、易复制、密码易泄露等安全隐患。
基于非接触式IC卡的智能门禁系统应运而生，成为当前门禁技术发展的重要方向。
非接触式IC卡以其无需物理接触、高安全性、快速识别等优点，在门禁系统中得到了广泛应用。
非接触式IC智能_射频_卡的读写设备及其控制通信程序编写
非接触式I C智能(射频)卡的读写设备及其控制通信程序编写王玉亮3 哈 琪33摘 要本文讨论了非接触式I C智能(射频)卡的读写设备及其控制通信程序编写,介绍了基于RF I D技术的系统设计和实现过程。
非接触式I C射频卡中的主流基本都内含了PH I L I PS公司的M I F ARE技术,卡上具有先进的数据通信加密并双向验证密码系统,且具有防重叠功能。
在系统实际运行的过程中,该系统运行稳定、读卡迅速可靠、系统分析功能强大,基本达到了预期的目标。
关键词:非接触式射频卡 读写 通信程序Appli ca ti on of Non2con t act I C Card and Equ i pm en tfor Read i n g and W r iti n gW ang Yuliang Ha Q iAbstractThe paper discusses the app licati on of non2contact I C(RF)and its equi pment f or writing and reading.Details has put on the reading of RF card and the writing of its contr ol p r o2 gra m./This equi pment app lies the Z LG card2reading module and SY20406digital dis p lay key l ock devel op ing board.Keil C p r ogra m is used f or the s oft w are t o have the co mmunica2 ti on with/RS232and the reading and writing on RF card.Key words:non2contract(RF) reading and writing communicati on p r ogra m一、引 言随着金融行业的不断发展,社会经济的日新月异,特别是公共交通事业,无线通信领域,卫生保健行业,封闭式场所管理,身份识别,电话通信,大楼系统保安等等,人们已越来越多的开始接受和使用I C智能卡。
射频前端电路的设计流程
射频前端电路的设计流程射频前端电路的设计流程射频前端电路是指将无线电频谱中的射频信号转化为数字信号的一系列电路集合。
这些电路主要由放大器、滤波器、混频器等模块组成。
其设计流程可以分为如下几个步骤。
一、需求分析在设计射频前端电路之前，需要对电路的使用环境和要求进行充分了解和分析。
需要分析电路的频率范围、信号之间的干扰、带宽、动态范围、功率需求以及信号质量等要素。
二、电路拓扑设计根据对需求的分析，可以开始进行电路拓扑的选择和设计。
主要包括电路元件选择、电路拓扑构建、具体模块设计等工作。
在选择元件和拓扑的过程中需要考虑频率响应、阻抗匹配、干扰与抗干扰等因素。
三、原理图设计选好拓扑之后，需要进行原理图设计。
在设计原理图时，需要考虑器件的参数、电容电感的选择、阻抗匹配等。
原理图设计的关键是在预先的信号分析上找到系统的操作点，从而得到准确的直流偏置。
四、电路模拟在原理图设计之后，需要对原理图进行仿真和优化。
仿真可以帮助工程师优化各个元器件的参数。
在模拟的时候，需要使用一些专业的电路仿真软件，比如ADS、HFSS等，进行电路参数分析，优化性能与参数。
五、电路板设计设计完成电路之后，需要进行电路板设计。
电路板设计主要包括PCB的实际尺寸、线路走向、阻抗匹配等。
设计完成之后，需要进行检查和修正设计缺陷，使得电路板的性能符合要求。
六、电路测试电路板设计完成后，需要进行电路测试，以检验电路的工作状态。
测试包括静态测试和动态测试。
静态测试主要是测试电路板的各种参数，比如输入输出带宽、增益、插损等。
动态测试主要是模拟电路板的实际工作环境，测试电路板的实际工作状态。
七、整合测试如果单个模块电路测试通过，并不能保证整个系统的性能符合需求，所以需要进行整合测试。
在此过程中，需要对整个系统的总体效果进行测量和实际检验，以确保整个系统的正常运行和性能符合要求。
总之，射频前端电路设计流程是一个系统性的过程，需要工程师在各个环节中考虑一系列因素，才能确保电路能达到稳定、高效、科学的专业水平。
非接触式IC卡射频前端电路设计
图2 半波整流电路改进形式调制电路调制电路用来将数字部分的输出信号叠加到载波上,以便于发射。
调制可分为两步,第一步,数字信号对副载波进行BPSK 调制,第二步,将BPSK调制输出的数字信号进行ASK 调制后经天线发射出去。
其中BPSK 调制放在数字部分实现。
在射频端,所要实现的是利用经BPSK 调制后的输出信号(依然为数字信号,只不过频率为副载波的频率)再对射频载波进行ASK 调制。
调制电路采用的是电容负载调制,电路原理图如图3 所示。
电路中,LCR谐振回路中总电容的大小取决于M 导通与否,利用数字信号Sin 控制开关管M 的通断,从而决定了谐振回路电容值的大小(M 导通时,总电容值为C1+C2,M 关断时,总电容值为C2) ,从而使得LCR 回路的谐振点频率随数字信号电平不同而变化,对于特定频率的外部射频信号,感应信号电压幅度随数字信号电平值的变化而变化,从而实现了类似A SK 的负载调制。
解调电路解调电路从读卡器发射的ASK 信号中恢复出数字信号,因此解调部分只需利用一个包络检波器取出包络,然后经比较器与基准电压比较即可恢复出原来的数字信号。
可以看出,由于读卡器发射信号采用10% ASK 调制,因此相对简化了卡上解调电路。
此处采用了两个改进半波整流电路(如前所述) 来构成包络检波器,如图4 所示。
在该电路中,V A、V B之间为天线感应的外界场信号(为10% ASK 调制信号) ,此时V SS端对应该调幅信号的最低端,而V out对应该信号的最高端(由于晶体管的阈值损失,因此这两个电位与调幅信号的高低峰值相差一个V th) ,由于V SS为卡上电路的公共接地端,故此对应的检波输出信号V out在不同数值(“1”或“0”) 时起伏更为剧烈,从而降低了对解调电路比较器灵敏度的要求。
一关键问题是如何确定包络检波输出信号的中心电压(平均值) ,用它作为比较器的基准电压,完成模数转换。
由于影响包络幅值的因素很多,比如信号强弱、工作距离的远近等都会使场磁信号的幅度发生变化,因此很难确定其平均值。
非接触射频识别卡前端模拟电路分析与设计的开题报告
非接触射频识别卡前端模拟电路分析与设计的开题报告一、研究背景随着近年来智能化、网络化、信息化的发展，非接触射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）已经成为物联网、智能交通、智能制造等领域的重要组成部分。
RFID技术可以实现对于物品的唯一标识、可追溯性、实时检测等功能，广泛应用于物流、安防、医疗、教育等领域。
RFID系统由读写器和标签两部分组成，其中标签主要包括射频模块、芯片、天线和能量管理模块。
射频模块主要实现了与读写器之间的通信，芯片储存了标签的唯一标识和部分信息，天线用于接收和发送射频信号，能量管理模块可以实现从读写器读取射频信号并将其转化为电能以供芯片使用，同时也可以将芯片中储存的信息通过射频信号传输回读写器。
射频识别卡是RFID系统中的重要部分，它可以方便地携带在身上，实现非接触式的身份识别、门禁控制、消费支付等功能。
射频识别卡的前端模拟电路主要是实现射频信号捕捉和解调，为后续的数字处理提供可靠的基础。
因此，对于射频识别卡前端模拟电路的设计和优化具有重要意义。
二、研究内容本文将对非接触射频识别卡前端模拟电路进行详细的分析和设计，并通过仿真和实验验证其性能和稳定性。
具体的研究内容包括：1. 分析RFID系统的基本原理和射频识别卡的工作原理，对前端模拟电路进行功能要求的整理和总结。
2. 对前端模拟电路中的各个模块进行选型和设计，包括天线匹配电路、射频放大器、混频器、低通滤波器等。
3. 使用ADS软件对前端模拟电路进行仿真，得到其响应特性和频率响应曲线，并进行性能分析和优化。
4. 搭建实验平台验证前端模拟电路的性能和稳定性，比较仿真和实验结果的一致性，并进一步对于实际应用环境中的干扰、衰减等情况进行优化。
三、研究意义1. 对于非接触射频识别技术的发展和应用具有重要推动作用，可以提高物品识别、身份认证等方面的便捷性和精确性。
2. 对于半导体器件选型和设计优化有着一定的参考价值，可以进一步提高射频电路的性能和功能。
射频识别非接触式IC卡读卡器的设计
无论数据传输的方向如何, SPI 线上信号 的波形总 是如图 3 所示。
时间进行监视, 一旦接收器响应, 则 M CU 必 须根据数据 传输 的方向严格控制以下 几个时间, 以确保数据传输无误。
t1 为数据接收器响应至 M CU 产生第一个 SCL K 上升 沿时 间。
( 2) 防重叠操 作: 如果 有多张 M IF A RE 卡 片处 在卡 片读 写器的天线的工作范 围之内时, M CM 将 首先与每 一张卡 片进
单 片 机 对 M FR C500 的 内 存 寄 存 器 的 读 写 来 控 制 M FRC500。读卡或 写进 卡片 上的 数据 均通 过 M F RC500 来传 递。写 M FR C500 意味 着去 控制 M F RC500, 传 送不 同类 型的
收稿日期: 2006- 04- 20; 修回日期: 2006- 05- 31。 作者简介: 李淑琴( 1982- ) , 女, 江西临川人, 硕士, 主要 从事计算机 测控和电力电子方向的研究。
31 1 工作流程
读卡器对 M IFA RE 卡的操作 流程如图 4 所示。
图 3 通信时序图
由图中可以看出在 SS 为 低的情况 下, 时钟 和数据 线上才 有信号, 且在 SCL K 为 低时 SD AT A 变 化, 在 SCL K 为 高时 SD AT A 应保持稳定。传输中从数据发送 器请求 开始至 数据接 受响应的时间是不确定的, 取决接受器内 的 M CU 是否忙。在 电路设计时笔者设置了一个看门狗定时器对数据接收器的响应
中华测控网 chinamca. co m
第3期
李淑琴, 等: 射频识别非接触式 IC 卡读卡器的设计
非接触式智能卡芯片模拟前端的设计的开题报告
非接触式智能卡芯片模拟前端的设计的开题报告一、选题背景及意义智能卡技术已广泛应用于支付、安全认证、公共交通等领域。
其中，非接触式智能卡具有不接触、快速读取等特点，得到了越来越广泛的应用。
非接触式智能卡芯片和前端模拟器的设计对于智能卡系统的开发与调试具有重要意义。
本选题意在设计一种非接触式智能卡芯片模拟前端，为智能卡系统的开发提供基础支持。
二、实现目标本选题采用Verilog HDL语言进行设计，实现对非接触式智能卡芯片的模拟前端。
具体实现目标如下：1. 实现非接触式智能卡芯片的射频接口协议的模拟。
2. 实现非接触式智能卡的数据交互功能的模拟。
3. 实现非接触式智能卡芯片的程序控制功能的模拟。
三、技术路线及方案1. 设计模块本选题采用模块化设计思路，主要包括输入模块、输出模块、寄存器模块、寄存器控制模块、读写控制模块、状态机控制模块等。
2. 仿真测试本选题主要采用ModelSim进行仿真测试，测试非接触式智能卡芯片模拟前端的功能是否正确。
3. 硬件实现本选题实现非接触式智能卡芯片模拟前端的硬件平台是FPGA，使用Xilinx Vivado进行开发。
4. 软件实现本选题使用Verilog HDL语言进行设计，并使用Xilinx Vivado进行综合、布局和生成比特流文件。
四、实现步骤1. 进行非接触式智能卡芯片的射频接口协议分析。
2. 设计各个模块的通道连接和数据传输。
3. 设计相关状态机和控制逻辑。
4. 进行仿真测试，验证模块的功能是否正确。
5. 进行硬件实现，进行板级测试，验证模块的功能是否正确。
五、预期目标本选题预期达到以下目标：1. 实现非接触式智能卡芯片模拟前端的射频接口协议的模拟。
2. 实现非接触式智能卡的数据交互功能的模拟。
3. 实现非接触式智能卡芯片的程序控制功能的模拟。
4. 完成非接触式智能卡芯片模拟前端的设计，并进行仿真测试和硬件实现验证。
5. 实现非接触式智能卡系统的开发和调试提供基础支持。
非接触式IC卡射频识读器的设计与实现
非接触式IC卡射频识读器的设计与实现王慧;陈德金;黄浩恩;严谨【摘要】针对接触式IC卡技术的接触问题以及有源工作,采取射频识别技术与IC 卡技术相结合的方法,解决了IC卡技术接触性的问题,实现IC卡的非接触使用与无源工作的功能,并在此基础上附加语音播报功能.文章主要研究的带语音功能的识读器是以射频识别技术为基础,MIFARE卡作为识读器识别的对象、根据ISO14443A 协议、采用非接触式IC卡常用的读写芯片MFRC522作为读写模块核心芯片,以WT588作为语音播报芯片,STC89C52单片机作为主控芯片来达到设计要求的.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2019(016)008【总页数】4页(P70-73)【关键词】非接触式IC卡;射频识别;单片机;语音播报【作者】王慧;陈德金;黄浩恩;严谨【作者单位】广东海洋大学电子与信息工程学院,广东湛江 524088;广东南方电信规划咨询设计院有限公司,广东深圳 518038;广东海洋大学电子与信息工程学院,广东湛江 524088;广东海洋大学海洋工程学院,广东湛江 524088【正文语种】中文20世纪90年代中期以来，基于现代微电子技术和射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术之上的各种非接触式集成电路卡（ContactlessIntegrated Circuit Card，CICC）应运而生，双称IC卡。
与接触式IC卡相比较，非接触式IC卡继承接触式IC卡容量大、安全性高等优点，又克服了因触点外露导致的污染、磨损、静电以及插卡才能访问的缺点[1]。
而且非接触IC卡还具有一些其他优越的性能，如操作快捷、抗干扰性强、高可靠性、寿命长、多种工作距离等。
正是由于这些优点，非接触式IC卡在公共汽车自动售票系统、学校一卡通系统、门禁考勤系统、仓库管理系统、实验室设备管理系统中都有广泛的应用。
非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡系统的重要组成部分，它是非接触式IC卡得以被广泛应用于各个领域的关键。
基于某RC522地非接触式IC卡读卡器设计(含程序)
1 绪论1．1 课题的研究背景工业3.0将世界带入信息化的时代，信息技术的发展日新月异，一个以电子商务为主要特征的经济时代成为主要潮流，智能射频卡是一种将用户数据最快捷地送入到环球信息互联网并获得信息的最有用的工具，智能IC卡成为了人们身份识别和实现电子支付的手段，影响了我们生活工作的方式。
智能IC卡与普通磁卡对比具有更高的安全性，所以，对智能IC卡的功能进行研究是非常有意义的。
智能IC卡,又是CPU卡。
顾名思义, 这种卡片上集成了存储器、通信接口及CPU，具有存储数据、对外交流和数据处理的能力,因此，又是一片卡上的单片机系统。
为了使这一系统中的硬件和软件资源充分得到利用, 卡上存放了进行数据读写和安全通信的协议,以及管理这些程序的Chip Operating system卡上操作系统。
这操作系统是按照IC卡性能特征而专门设计的操作系统，它极不同于计算机上常见的DOS和WINDOWS 等操作系统，IC 卡存储器的容量大小和CPU的性能的限制着Chip Operating system卡上操作系统。
主要功能是:控制IC卡与读卡器的数据交流;管理IC卡上各种存储器;在IC卡执行读写器发来的各种操作命令。
有了CPU与COS系统,成就了智能IC卡。
所以，智能射频卡具有超强的管理性能,提供很高的数据安全性和可靠性[1]。
1.2 非接触式IC卡1.2.1 非接触式IC卡的简介非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片，芯片及天线无外露部分[2]。
它是全球上最近发展成熟的一项技术，射频识别技术和IC卡技术被成功地结合起来，解决了无源和非接触这一难题，无源即卡中没有电源，这是电子科学领域的一大突破[2]。
卡片接近读写器天线产生电磁场的一定空间围 (通常为50—100mm)，通过电磁波的发送来完成数据的读写操作。
1.2.2 非接触式IC卡的特点（1）操作快捷卡与读卡器之间的通讯是非接触的。
非接触式IC卡射频前端电路设计
非接触式IC卡射频前端电路设计非接触式IC卡射频前端电路设计原理的基本要点可以归纳如下：1. IC卡射频交互原理：非接触式IC卡与读写设备之间通过射频信号进行通信。
读写设备产生13.56MHz的射频信号，并将其传送到IC卡中。
IC卡通过感应线圈接收射频信号，并提取出其中的信息进行处理。
2. 接触式射频前端电路：射频前端电路是连接读写设备和IC卡之间的接口电路。
其主要功能是产生13.56MHz的射频信号，以及接收和解调IC卡中的射频信号。
3. 射频信号发生器：射频前端电路的核心部分是射频信号发生器。
其主要任务是产生13.56MHz的射频信号，并提供给接触式射频天线进行发射。
这通常使用谐振电路来实现，在13.56MHz频率上产生稳定的射频信号。
4. 线圈天线：非接触式IC卡通过感应线圈来接收和发送射频信号。
线圈天线由导电材料制成，形成一个圆形或方形的线圈。
在感应线圈中，通过交变磁场的作用，产生感应电流，从而实现对射频信号的传输和接收。
5. 射频接收机：射频接收机主要负责接收IC卡中的射频信号，并将其转换为数字信号供后续处理。
它通常包括一个低噪声放大器、一个射频滤波器和一个解调器。
低噪声放大器负责增强射频信号的强度，射频滤波器用于去除其他频率干扰，解调器将射频信号转换为数字信号。
6. 射频前端功率控制：射频前端电路还需要对发射功率进行控制，以避免对IC卡和读写设备产生干扰。
通过合适的功率控制，可以保证射频信号在一定范围内进行传输，同时不会产生过大的功率损耗。
综上所述，非接触式IC卡射频前端电路设计需要考虑射频信号发生器、线圈天线、射频接收机和功率控制等关键要素，并且需要保证射频信号的稳定性、传输距离、抗干扰能力和功耗控制，以实现IC卡和读写设备之间的可靠通信。
在非接触式IC卡射频前端电路设计中，还有一些关键的技术和原则需要考虑。
下面将继续介绍相关内容。
7. 防碰撞机制：非接触式IC卡通常是一个场景中有多个卡片存在，因此需要设计一种防碰撞机制，以确保每个卡片都能够被准确识别。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图2 半波整流电路改进形式
调制电路
调制电路用来将数字部分的输出信号叠加到载波上,以便于发射。
调制可分为两步,第一步,数字信号对副载波进行BPSK 调制,第二步,将BPSK调制输出的数字信号进行ASK 调制后经天线发射出去。
其中BPSK 调制放在数字部分实现。
在射频端,所要实现的是利用经BPSK 调制后的输出信号(依然为数字信号,只不过频率为副载波的频率)再对射
频载波进行ASK 调制。
调制电路采用的是电容负载调制,电路原理图如图3 所示。
电路中,LCR谐振回路中总电容的大小取决于M 导通与否,利用数字信号Sin 控制开关管M 的通断,从而决定了谐振回路电容值的大小(M 导通时,总
电容值为C1+C2,M 关断时,总电容值为C2) ,从而使得LCR 回路的谐振点频率随数字信号电平不同而变化,对于特定频率的外部射频信号,感应信号电压幅度随数字信号电平值的变化而变化,从而实现了类似A SK 的负载调制。
解调电路
解调电路从读卡器发射的ASK 信号中恢复出数字信号,因此解调部分只需利用一个包络检波器取出包络,然后经比较器与基准电压比较即可恢复出原来的数字信号。
可以看出,由于读卡器发射信号采用10% ASK 调制,因此相对简化了卡上解调电路。
此处采用了两个改进半波整流电路(如前所述) 来构成包络检波器,如图4 所示。
在该电路中,V A、V B之间为天线感应的外界场信号(为10% ASK 调制信号) ,此时V SS端对应该调幅信号的最低端,而V out对应该信号的最高端(由于晶体管的阈值损失,因此这两个电位与调幅信号的高低峰值相差一个V th) ,由于V SS为卡上电路的公共接地端,故此对应的检波输出信号V out在不同数值(“1”或“0”) 时起伏更为剧烈,从而降低了对解调电路比较器灵敏度的要求。
一关键问题是如何确定包络检波输出信号的中心电压(平均值) ,用它作为比较器的基准电压,完成模数转换。
由于影响包络幅值的因素很多,比如信号强弱、工作距离的远近等都会使场磁信号的幅度发生变化,因此很难确定其平均值。
为此设计了一种自适应比较电路,原理如图5。
在该图中,V out为图4 所示包络检波电路的输出,D out为解调后输出数字信号,Bias 为片上一稳定偏置电压(由解调基准电压产生电路产生)。
很显然,在稳态时,比较器两个输入端Minus、Plus 电压均为偏置电压Bias。
而在接收到调幅信号时,由于包络检波输出V out出现波动,该波动通过电容C2耦合到比较器Plus 端,使该端电压随V out起伏而起伏,而Minus 端电压则一直等于Bias 端电压,比较器检测出包络起伏,完成了数字信号的解调。
图4 包络检波电路。