载频为13.56mhz的ic卡pcd发送通道技术

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1、载频为13.56MHz的IC卡PCD发送通道技术

2、第1内容加载中...摘要：介绍了13．56MHzPCD发送通道的电路结构和设计思路，给出了一种适合TYPEA、TYPEB、RFID等多种非接触式IC卡的PCD发送通道的设计方法。关键词：PCD；TYPEA；TYPEB；修正密勒码；E类放大器1引言　　非接触式IC卡是射频技术和IC卡技术相结合的产物，它成功地解决了无源和免接触问题，因而获得了广泛的应用。ISO／IEC14443是较新型的非接触IC卡的国际标准［1］，该标准称IC卡为PICC卡，读写器为PCD。它规定了PICC和PCD之间的TYPEA

3、和TYPEB两种通信传输模式，它们的载波频率均为13．56MHz。这两种模式主要针对智能卡。实际上，有很多存储器卡、射频身份识别卡（RFID）也是采用13．56MHz作为载频，但其信息传输仅从PICC到PCD。在PCD的设计中，若编解码、调制解调电路能适应多种传输模式，那么PCD就会有更大的应用范围。限于篇幅，本文仅就PCD发送通道的编码和调制电路进行分析。2非接触式IC卡系统的基本组成　　非接触式IC卡的基本组成框图如图1所示。该系统由PCD和PICC组成。PCD则以微控制器为核心，分为发送和接收两个通道。发送通道由13．56MHz振荡器、功放

4、、调谐电路、编码器、调制器组成。接收通道由解调电路、滤波放大器、解码器组成。收发数据由微控制器处理，并可和主机通信。设计PCD时可采用PHILIPS公司的MIFARE技术读写模块MCM200／MCM500来实现，MCM是Mi－fareCoreModule的缩写，意为Mifare核心模块，它和MIFARE射频RF模块相结合的协议规范被称为ISO／IEC14443TYPEA标准。图2所示是采用MCM设计PCD的框图。　　MCM200模块主要应用于对卡片操作距离为25mm的卡式读写器中，而MCM500模块则主要应用于对卡片操作距离为100mm的卡读写器

5、中。MCM具有数据加密、错误侦察、CRC校验、防冲突等功能。其功能可通过软件编程来实现。有关MCM设计的详细情况可参阅其它文献［2］。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">3编码电路　　ISO／IEC14443标准规定的数据传输速率为106kbps，数据时钟频率为载波频率的128分频。从PCD向PICC传输数据时，若使用TYPEA模式，则应采用修正的密勒（Miller）码，而用TYPEB则可直接使用NRZ（不归零）码，在这两种编码中，修正的密勒码比较复杂。3．1修正的密勒码

6、编码TYPEA中定义了如下三种时序：　　（1）时序X：该时序将在64／fc处产生一个“pause”（凹槽）；　　（2）时序Y：该时序在整个位期间（128／fc）不发生调制；　　（3）时序Z：这种时序在位期间的开始时，产生一个“pause”。　　在上述时序说明中，fc为载波13．56MHz，pause凹槽脉冲的底宽为0．5～3．0μs，90％幅度宽度不大于4．5μs。用这三种时序即可对帧进行编码，即修正的密勒码，其中逻辑“1”选择时序X；逻辑“0”选择时序Y。但有两种情况除外，第一种是在相邻有两个或更多的“0”时，此时应从第二个“0”开始采用时序Z

7、；第二种是在直接与起始位相连的所有位为“0”时，此时应当用时序Z表示。　　另外，通信开始时，用时序Z表示。通信结束则用逻辑“0”加时序Y表示。无信息时，通常应用至少两个时序Y来表示。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">3．2编码电路设计　　实现修正的密勒码编码的硬件电路编码器的原理框图如图3所示。图4所示是假定输出数据为011010时，采用图3方案的波形图，其中，使能信号e用于激活编码器电路以使其开始工作。波形a为数据时钟，b为数据输入端波形，它的第一位为起始位，用于送出

8、不归零码0，第二位至第七位为数据信息，其后是结束位，也应以不归零码输出。编码电路要将00110100变换成修正的密勒码编码。从图中可以发现，a和b异或（模2加）后形成的波形c有一个特点，即其上升沿正好对应于X、Z时序所需的“pause”的起始位置，因此，可以用c波形控制计数器的开始，以对13．56MHz时钟计数，若按模8计数，则d波形中的“pause”脉宽应为8／13．56即0．59μs，因而可满足TYPEA中“pause”凹槽脉冲底宽的要求。这样，通过波形d中输出的相应时序ZZXXYXYZY即可完成修正密勒码的编码。当送完数据后，拉低使能电平，

9、编码器停止工作。3．3软件编程　　该编码器的软件编程方法比较简单，可以按X、Y、Z时序编写相应子程序，然后将输出数据块从通信起始位至通信