非接触卡MCRF200及PSK读写器电路设计

　　摘要：本文介绍了非接触式IC卡芯片MCFR200的特点和工作原理，并对其在PSK工作模式下的读写器电路设计作了较详细的论述。该PSK解调方法亦可用于设计TYPEB型卡读写器BPSK的解调电路。PSK方式的优点是读出速度快捷。
　　关键词：非接触卡；MCRF200；读写器；PSK；负载调制
　　
　　１ＭＣＲＦ２００简介
　　
　　ＭＣＲＦ２００是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司生产的非接触式可编程无源ＲＦＩＤ器件，它的工作频率?载波?为１２５ｋＨｚ。该器件有两种工作模式：初始?Ｎａｔｉｖｅ?模式和读模式。所谓初始模式是指ＭＣＲＦ２００具有一个未被编程的存贮阵列，而且能够在非接触编程时提供一个缺损状态?其波特率为载波频率ｆｃ的１２８分频，调制方式为ＦＳＫ，数据码为ＮＲＺ码?；而读模式是指在接触或非接触方式编程后的永久工作模式，在该模式下，ＭＣＲＦ２００芯片中配置寄存器?详见后述?的锁存位ＣＢ１２置１，芯片上电后，将依据配置寄存器的设置并按协议发送数据。
　　
　　ＭＣＲＦ２００的其它主要性能如下：
　　
　　●带有一次可编程（ＯＴＰ）的９６位或１２８位用户存储器（支持４８位或６４位协议）；
　　
　　●内含整流和稳压电路；
　　
　　●功率损耗极低；
　　
　　●编码方式可在ＮＲＺ码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码之间选择；
　　
　　●调制方式可在直接调制（ＡＳＫ）、ＦＳＫ、ＰＳＫ１和ＰＳＫ２（ＰＳＫ１、ＰＳＫ２定义见后述中选择）；
　　
　　●采用ＰＤＩＰ和ＳＯＩＣ封装形式。
　　
　　２ＭＣＲＦ２００的工作原理
　　
　　２．１应用系统构成
　　
　　ＭＣＲＦ２００的典型应用系统构成如图１所示。图中，引脚ＶＡ和ＶＢ接电感Ｌ１和电容Ｃ１构成的外接谐振电路，该ＬＣ谐振电路的谐振频率为１２５ｋＨｚ。读写器边的ＬＣ电路?也谐振于１２５ｋＨｚ?则用于输出射频能量，同时可接收ＭＣＲＦ２００芯片以负载调制方式送来的数据信号。
　　
　　２．２芯片内部组成原理
　　
　　图3
　　
　　ＭＣＲＦ２００芯片的内部电路框图如图２所示，它由射频前端电路和存贮器电路两大块组成。其中，射频前端电路用于完成芯片所有的模拟信号处理和变换功能，包括电源、时钟、载波中断检测、上电复位、负载调制等电路。此外，它还用来实现编码、调制方式的逻辑控制；而配置寄存器电路则用于确定芯片的工作参数。该配置寄存器不能被非接触方式编程，因为它在非接触方式下已经被Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司在生产时进行过编程。
　　
　　配置寄存器各位的控制功能如下：
　　
　　●ＣＢ１：用于设置存贮器阵列的大小。当ＣＢ１为１时，用户阵列为１２８位；为０时，其用户阵列为９６位。
　　
　　●ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４位：该三位编码可用于设置波特率，其编码表列于表１。
　　
　　●ＣＢ５用来设置同步字。ＣＢ５为１时，有１．５位同步字；为０时，无同步字。
　　
　　●ＣＢ６与ＣＢ７：用于设置数据编码方式，具体见表２所列。
　　
　　●ＣＢ８与ＣＢ９：调制方式选择位，具体见表３。
　　
　　●ＣＢ１０：ＰＳＫ速率选择位。该位为１时选择ｆｃ／４；为０时则选择ｆｃ／２?其中ｆｃ为载波频率。
　　
　　●ＣＢ１１：该位总为０。
　　
　　●ＣＢ１２：该

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