RFID無線射頻識別技術介紹
無線射頻識別技術(RFID)作為一種先進的自動識別和數(shù)據(jù)采集技術，已經廣泛應用到物流倉儲、小額支付、會員管理、生產制造、公共安全等各個領域，并帶動了讀寫器和各類應用產品及系統(tǒng)的開發(fā)、生產和應用。目前，在我國應用于13．56MHz的無線射頻識別技術領域主要有2個ISO標準，一個是IS014443，另一個是ISO15693。ISO14443定義了TYPEA、TYPEB兩種類型協(xié)議，通信速率為106kb／s，它們的區(qū)別主要在于載波的調制深度及位的編碼方式。ISO15693讀寫距離較遠，而ISO14443讀寫距離稍近，但后者應用較廣泛。這三種協(xié)議的卡在各個領域都有著比較廣泛的應用，而國內現(xiàn)有的13．56MHz的射頻讀卡器，一般僅支持一種協(xié)議，且功能較為單一。
TRF7960系列是TI推出的載波為13.56MHz、支持ISO15693、ISO14443A/B和FeliCa協(xié)議的射頻接口芯片。許多人更關心它能不能讀寫MF1卡片，就我的理解及實際驗證，由于MF1在卡選擇之前的操作是遵守ISO14443A協(xié)議的，之后的卡驗證和卡數(shù)據(jù)讀寫都是NXP自己的保密協(xié)議，所以TRF7960可以對MF1卡執(zhí)行到卡選擇操作，或者通俗的說可以讀MF1的卡片序列號，但不能對MF1卡讀寫數(shù)據(jù)，除非開發(fā)者自己知道NXP的加密協(xié)議并自己編寫代碼實現(xiàn)該協(xié)議。
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在TI官方公開的TRF7960說明書中，有詳細的參考電路及基于MSP430單片機的參考代碼，參考這些資料做自己的開發(fā)板或者產品板基本上難度不大。MCU可以使用并口或SPI串口操作TRF7960，并口相對簡單一些，SPI通信則有一些問題需要特別注意。
首先，TI給出的SPI參考代碼使用的是MSP430的內置SPI接口，我們實際開發(fā)中因為單片機內部資源或引腳分配限制往往需要軟件模擬SPI通訊。TRF7960的SPI協(xié)議規(guī)定:
不通訊的時候，片選NSS保持高電平，時鐘CLOCK保持低電平，通訊的時候NSS保持低電平。
主機向TRF7960寫一位數(shù)據(jù)時，在CLOCK為低電平期間根據(jù)數(shù)據(jù)的值設置MOSI數(shù)據(jù)線，然后CLOCK上升沿通知TRF7960可以接收數(shù)據(jù)，CLOCK下降沿后繼續(xù)準備下一位要發(fā)送的數(shù)據(jù)，代碼如下：
for(j=8;j>0;j--)
{
if(((*pbuf)&0x80)==0x80)TRF796X_MOSI_HIGH;
else TRF796X_MOSI_LOW;
TRF796X_SCK_HIGH;
(*pbuf) <<= 1;
TRF796X_SCK_LOW;
}
主機從TRF7960讀一位數(shù)據(jù)時，在CLOCK為高電平期間TRF7960根據(jù)數(shù)據(jù)的值設置MISO數(shù)據(jù)線，然后CLOCK下降沿通知MCU可以接收數(shù)據(jù)，CLOCK上升沿后繼續(xù)準備下一位要發(fā)送的數(shù)據(jù)，代碼如下：
for(j=8;j>0;j--)
{
TRF796X_SCK_HIGH;
_NOP();_NOP();
TRF796X_SCK_LOW;
(*pbuf) <<= 1;
if(TRF796X_MISO_LOW)(*pbuf)+=1;
}
其次，MCU可以使用Direct Command直接向TRF7960發(fā)送一字節(jié)的命令碼，執(zhí)行復位、進入省電模式、向卡片發(fā)送數(shù)據(jù)、調整接收電路增益等功能。Direct Command的SPI時序有一個特殊的要求，在發(fā)送完一字節(jié)的命令后，在SS拉高之前，CLOCK要多出一個上升沿，代碼如下：
SLAVE_SELECT_LOW;
for(j=8;j>0;j--)
{
if(((*pbuf)&0x80)==0x80)TRF796X_MOSI_HIGH;
else TRF796X_MOSI_LOW;
TRF796X_SCK_HIGH;
(*pbuf) <<= 1;
TRF796X_SCK_LOW;
}
_NOP(); _NOP();
TRF796X_SCK_HIGH;
_NOP(); _NOP();
SLAVE_SELECT_HIGH;
_NOP(); _NOP();
TRF796X_SCK_LOW;
最后，TRF7960向磁場中的卡片發(fā)送數(shù)據(jù)后，等待卡片回應，是否收到卡片回送的數(shù)據(jù)及是否反應超時等命令的執(zhí)行情況都是通過中斷機制來表示的。在NXP的射頻芯片中，可以不使用芯片的中斷引腳IRQ而是直接查詢射頻芯片的中斷標志寄存器來獲得各種事件發(fā)生的情況，但在TRF7960中不能使用這種方式，因為讀一次TRF7960的中斷標志寄存器將會把寄存器中的中斷標志清除，所以電路中通常要使用IRQ引腳，可以用IRQ引腳使能MCU中斷或直接查詢IRQ引腳，從而得知TRF7960內部發(fā)生了中斷事件，進而用SPI讀取其中斷標志寄存器獲取詳細的中斷事件產生情況。
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