基于51无线识别系统

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1、基于51系列单片机控制的无线识别装置系统来源：[http://www.jdzj.com]机电之家·机电行业电子商务平台！1引言射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。射频识别工作无须人工干预，非接触，阅读速度快，无磨损，不受环境影响，寿命长，便于使用。目前，射频识别技术在国外发展非常迅速，射频识别产品种类繁多，已广泛用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，如汽车、火车等交通监控；高速公路自动收费系统；停车场管理系统；物品管理；仓储管理；车辆防盗等。由于我国射频识别技术起步较晚，除用于中国

2、铁路的车号自动识别系统外，仅限于射频公交卡的应用。在此，给出一种实现简单射频识别系统的方式。阅读器和应答器均包含在单片机控制系统中，利用2ASK调制与解调电路以及匹配网络电路，使整个系统的可识别有效距离约为10cm，这已能够符合一般应用的需求。2系统设计概述系统设计主要分阅读器、应答器、线圈3部分。阅读器采用晶振1和晶振2，分别提供应答器的功率驱动信号和数字调制信号。晶振1产生的振荡信号经过带通滤波器处理后，进行功率级放大，并通过匹配网络进行阻抗变换，以最大效率从线圈发射出去，为应答器提供所需的工作能量。晶振2产生的信号经过低通滤波器滤除高频杂波

3、后，送往开关电路；手动设置的信息，南单片机转换为相应的控制信号，控制开关的通断，从而形成2ASK调制信号，与应答器进行通信。此外，阅读器还需将线圈上接收到的应答信号滤波放大并检波，最终获取有效信息，并由串口读取。图1给出阅读器结构。晶振产生振荡信号后，经低通滤波器去除高频杂波，送往开关电路，作为2ASK的载波信号。控制开关电路通断的信号由操作者通过拨码开关手动设置，并由单片机读取后产生相应的控制信号。同时，应答器通过线圈接收功率驱动信号，待整流滤波后，得到直流电平，然后作DC—DC变换，以获取最终所需的直流电平，供整个应答器部分工作。图2给出了应

4、答器结构。3硬件电路3．1阅读器与应答器2ASK调制解调电路2ASK的载波信号是2MHz正弦波，它由有源晶振产生的方波经过低通滤波器得到。数字调制信号从CPU的串口输出，经过模拟开关MX7501控制信号通断，产生了2ASK信号。Ll，L2，C1和C2构成了二阶巴特沃兹低通滤波器，输出为近似正弦波的2MHz信号。R1与R4使LC滤波器阻抗匹配。当EN为0时，OUT为0；反之为S1通道信号。图3给出阅读器的2ASK调制电路。图4给出了解调电路。通过匹配网络的2ASK信号幅度低，噪声大，需要经过三级处理才能解调出数字信号。首先通过OP37中高速运算放大

5、器将信号放大5倍，再经过高速比较器MAX910中的比较器A，将毛刺状信号加宽，减小噪声，D／A输出经L1，C1和C2组成的低通滤波器，取直流分量，这相当于包络检波。LC低通滤波器的截止频率为480HZ。最后将该信号进行比较整形，得到数字调制，再经QB输入到单片机串口。3．2发射电路有源晶振产生的8MHZ方波经带通滤波器取出8MHz的正弦信号，并通过功率放大器后输出到线圈上。图5中，L3，L4，C7和C8构成了二阶8MHz的巴特沃兹带通滤波器，用以滤除谐波分量。VQ1为集射极跟随器，用以调节R3，使其静态工作电流约为1．5mA，该级电路起到与信源隔

6、离的作用。VQ2为丙类放大器，调节R7和VQ2的基极偏压使其工作在丙类放大状态。改变C2使其谐振，此时电源电流最小。再调节R4和VQ2的基极偏压，使电源电流更小，输出幅度更大，以处于丙类放大状态。L1为线圈，同时起到谐振电感的作用。C6为线圈的等效电容，经测量，约为34pF；C3为外接电容，它能使并联回路谐振在8MHz。谐振时，L1上的电压可达45V。阅读器和应答器发射的另一个信号是2ASK信号，它经过运算放大后，通过匹配网络直接连接到线圈上。3．3应答器电源电路设计应答器的整流滤波电路采用单相桥式整流滤波电路。T1为两个线圈，C1并接在应答器线

7、圈两端，在8MHz并联谐振下，其输入幅度最大。VD1～VD4采用IN5817型整流二极管，要求整流8MHz的信号。正常时，C2两端电压基本稳定，即整流电流全部通过负载R1，因此RL越大，其电压也越大。这就要求负载尽量少，负载输入阻抗尽量大。C2的电容值不易太大或太小，太大则吸纳的电荷越多，使输出电压就越小；导致滤波效果不佳。因此，这里取C2=47μF。在耦合信号幅度一定时，该电路的功率驱动能力是固定的。实测中发现，当输入频率为8MHz时，输出电压为5V；当负载频率为1kHz时。输出电压为4．25V。由此可知，其驱动功率P=U2/RL=18mW，应

8、答器功耗必须小于该值。L1和L2进一步滤波，也能利用感应电势的作用防止电流大幅度突变，其电路如图6所示。4系统软件设计4．1软件思想该系