基于AS3990芯片的UHF手持读写器设计(2)

3.系统硬件设计

3.1 主要芯片介绍

MSP430 采用了目前流行的精简指令集(RISC)结构，一个时钟周期可以执行一条指令，使MSP430 在8MHz 晶振工作时，指令速度可达8MIPS。其有多达 64KB 寻址空间包含ROM、RAM、闪存RAM 和外围模块。MSP430 系列单片机结合TI 地高性能模拟技术，各成都集成较丰富的片内外设。视型号不同可能组合有以下功能模块：看门狗，模拟比较器A，定时器A，定时器B，串口0、1，硬件乘法器，液晶驱动器，10 位及更高精度ADC、DAC 等。同其它微控制器相比，MSP430 系列单片机可以大大延长电池的使用寿命，并且具有ESD 保护，抗干扰力强。

AS3990HUF 读写器芯片是一个具有集成模拟前端和交换协议系统的900M读写器系统。并且它符合ISO18000-6C(EPCGen2 专门用于物流管理)的标准。它具有低压传输码、低压解码器、CRC 码效验、可选择的时钟输出，具有20mA 内的电压输出供外部设备使用，为RF 输出阶段提供电压、具备 ASK(键控)和PR-ASK 调制(其中ASK 为可调式调制)、支持跳频、断电，待机和工作三种模式，还可以可以用USB 供电。

3.2 硬件设计

3.2.1 射频模块设计：射频模块部分以AS3990HUF 为核心芯片，外接功放使其功率满足远距离读写传输所需的必要条件。射频部分是读写器最前端部分，当控制电路发送来收发指令时，射频电路就会完成发送指令的载波调制并向射频标签发送载波，以及对返回的接收信号的解调处理并且将处理后的基带信号传送给控制电路。

3.2.2 数字模块设计：数字部分设计是以MSP430 系列单片机为核心芯片，数字部分的主要功能包括实现发送到标签命令的波形编码、返回信号的解码、读写命令流程控制、差错控制、发送控制命令和接受数据，实现与上位机应用程序之间的接口协议，输入和输出信号的采集和处理、实现读写器功能的相关算法、控制射频电路的工作模式等(包括对输出功率，读标签方式，载波频率等的控制)

3.2.3 天线设计：设计使用的天线主要是为了实现将电磁波辐射出去，并用于接收从标签处返回的电磁波信号。通过采用圆极化微带天线方案，可以实现增益为3db，尺寸大小为80mm*80mm*6 mm。

4.系统软件设计

4.1 驱动软件设计

硬件驱动软件编写程序采用C 语言，主要采用模块化编程思想。系统主程序为一个完整的RFID 读写器系统，其用来控制硬件电路每个模块的工作状态和工作模式，协调整个读写器读写过程的工作。这个读写器硬件驱动的主程序主要可以分为以下几个部分：串口通信程序，读写标签程序，防冲突程序，数据处理程序等。图 2 为读写电子标签的主程序流程图：

4.2 应用软件设计

应用软件位于上位机上，运行在windows 操作系统之上。因此，采用了C++语言编程，实现包括对电子标签内数据的读出与写入，读用户数据，存储用户数据，对标签加密解密及“不可修改”的操作，对读写器工作模式的设定等。

5.结语

本文设计的 RFID超高频手持式读写器充分结合了软硬件的优势，可以实现对EPCGEN2电子标签的读写操作。使用文中设计的天线，读标签距离可以到 1.4m，写标签距离可以到1m。多标签使用时抗冲突性能良好，可以同时读取20 个电子标签。该读写器可以通过串口与上位机相连并传输数据。该读写器具有成本低、灵敏度高、通信稳定、信息可靠、操作简单等优点，在各个行业的应用前景十分广阔，对RFID 的推广也具有重要意义。