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1、电信专业电子系统课程设计A课程设计报告系 别： 信息科学与技术系 专业班级： 电子信息工程1002班 学生姓名： 车 清 龙 学 号： 20101186074 指导教师： （课程设计时间：2013年 1月14日2013年1月18日）华中科技大学武昌分校目 录1课程设计目的22课程设计题目描述和要求 23.1 RFID实验系统电路图33.2RFID实验系统各组成部分工作原理 43.3 RFID实验系统主要芯片资料63.4实验程序代码 73.5实验步骤 93.6电路调试过程 93.7调试电路遇到的问题 114总结 12参考文献 121. 课程设计目的（1）熟悉和掌握RFID的一般组成和工作原理；（
2、2）认识RFID技术的特点及优势；（3）初步了解到RFID的应用现状和前景；（4）通过实验熟练掌握RFID实验系统各工作部分的工作原理、高频电路的一般调试方法；（5）进一步巩固实际动手能力，培养严谨的实验作风。2课程设计题目描述和要求（1）RFID实验系统组成（2）RFID实验系统工作过程接通阅读器电源后，高频振荡器产生13.56MHz方波信号，经功率放大器放大后输送到天线线圈，在阅读器的天线线圈周围会产生高频强电磁场。当应答器线圈靠近阅读器线圈时，一部分磁力线穿过应答器的天线线圈，通过电磁感应，在应答器的天线线圈上产生一个高频交流电压，该电压经过应答器的整流电路整流后再由稳压电路进行稳压输出
3、直流电压作为应答器单片机的工作电源，实现能量传送。应答器单片机在通电之后进入正常工作状态，会不停的通过输出端口向外发送数字编码信号。单片机发送的有高低电平变化的数字编码信号到达开关电路后，开关电路由于输入信号高低电平的变化就会相应的在接通和关断两个状态进行改变。开关电路高低电平的变化会影响应答器电路的品质因素和复变阻抗的大小。通过这些应答器电路参数的改变，会反作用于阅读器天线的电压变化，实现ASK调制（负载调制）。在阅读器中，由检波电路将经过ASK调制的高频载波进行包络捡波，并将高频成分滤掉后将包络还原为应答器单片机所发送的数字编码信号送给阅读器上的解码单片机。解码单片机收到信号后控制与之相连
4、的数码管显示电路将该应答器所传送的信息通过数码管显示出来，实现信息传送。3.1 RFID实验系统电路图（1）阅读器电路图（2）应答器电路图3.2 RFID实验系统各组成部分工作原理（阅读器部分）高频振荡器本实验系统采用的石英晶体与门电路构成的多谐振荡器。多谐振荡器是一种自激振荡电路，该电路接通电源后利用电容的充放电，当输入电压达到与非门的阀值电压VT时，门的输出状态即 13.56MHz载波信号产生模块发生变化继而产生一定频率和幅值的矩形脉冲和方波。 高频功率放大器本实验系统采用由高频晶体管C2655组成的丙类功率放大器 。电路结构如下图所示高频功率放大器包络检波电路（电路图如下图所示）检波过程
5、，主要是利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程。利用电容两端电压不能突变只能充放电的特性来达到平滑脉冲电压的目的。比较电路（比较电路由LM358组成，如下图所示）比较器主要是用来对输入波形进行整形，可以将正弦波或任意不规则的输入波形整形为方波输出。滤除检波波形中杂波的干扰，避免因为电压太小而造成单片机会因为无法识别而不能解码或解码错误。 比较电路解码显示模块当2051接收到应答器发送的编码信息后，2051中存储有该应答器所对应的一卡通余额，并将其译码和显示输出。P1.3、P1.4分别作为2位八段数码管的片选输出，P1.0、P1.1、P1.5、P1.6分别连接CD4511的四个数据输
6、入端。四位的二进制BCD码输入4511后，经过解码转换为1位的十进制数，并控制一个共阴极的数码管显示数字。P1.3控制个位数的输出，P1.4控制十位的输出。当2051有译码输出时，两个数码管所显示的数字就会由初始化的“00”变为相应的数值，并停留一秒。 译码显示模块3.3 RFID实验系统主要芯片资料74HC04六反相器（引脚图） LM358电路结构和引脚功能图 74HC04六反相器 LM358AT89C2051引脚排列图 P1口：P1口是一组8位双向I/O口。 P3口：P3口的P3.0P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的7个双向I/O口。RST：复位输入 XTAL1：振荡器反相放大器的及内
7、部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。CD4511 A 0A3：二进制数据输入端，即为为8421BCD码输入端。BI：消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，CD4511输出被保持在LE=0时的数值。LT：测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否正常。 YaYb：为数据输出端，即译码输出端，输出为高电平1有效。 VDD：正电源。 VSS：接地
8、。 3.4实验程序代码1.应答器发码程序MOV SCON ,#80H ;设置工作方式2 MOV PCON ,#00H ;SMOD=0 波特率不加倍 MOV R0,#86HLOOP: MOV A,R0 ;取发送数据 MOV C,P ;奇偶位送TB8 MOV TB8,C MOV SBUF,A ;读取数据WAIT: JBC TI,NEXT ;判断发送是否结束，TI=1时跳转 SJMP WAIT ; TI=0时,在次此循环NEXT: ACALL DELAY ;延时 SJMP LOOPDELAY: MOV R7,#0AH ;延时 DEL: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,D
9、EL RET END2.阅读器解码程序ORG 000HLJMP MAINORG 0023HLJMP INTERUPUTMAIN: MOV P1,#00H ；系统初始化 MOV R0,#86H MOV SCON,#90H ；串口工作方式2，并允许接收 MOV PCON,#00H ；置SMOD=0，波特率不加倍 CLR RI SETB EA ；开串口中断LOOP: SJMP DISPLAY SJMP LOOPINTERUPUT:CLR RI ；接收中断标志清零MOV A,SBUF ；读取接收数据MOV C,PJNC LPO ；进位为零则判断接收未结束将数据 ；送入86H，接收结束则中断返回JNB
10、RB8,TEMP ；进位为1判断接收未结束中断返回MOV R0,A ；接收结束则将数据送入86HRETI ；中断返回LPO: JB RB8,TEMP MOV R0 ,ATEMP: RETIDISPLAY:MOV A,R0 ；显示部分 CLR P1.4 ；片选 SETB P1.3LCALL DISPLCALL DELAYCLR P1.3SETB P1.4LCALL DISPLCALLDELAY CLR CRETDISP: RRC A MOV P1.0,C RRC A MOV P1.6 ,C RRC A MOV P1.1,C RETDELAY: MOV R7,#0AH ；延时DEL: MOV R6
11、,#0FFH DJNZ R6,$DJNZDJNZ R7,DELRETEND3.5实验步骤1检测元件好坏，根据原理图查找芯片的有关资料；2综合查找的相关资料以及实验原理图绘制RFID实验系统的的线路图3根据线路图焊接电路板.；4测量电路各静态工作点；5完成程序设计、接通电路，并进行调试检测电路是否正常；6设计外观；7封装。3.6电路调试过程3.6.1阅读器部分1.测试稳压电源模块将7805的1引脚接+12V直流电源，在2引脚用万用表测试其输出电压。2.载波信号测试（输出信号的频率应为13.56MHz，输出信号的幅度应为3V左右） 图1 1引脚波形图 图2 13引脚波形图 图3 12引脚波形图3.高频功率放大器C点波形调试将C点接入示波器，调节RP2使C点波形最大（信号幅度应为20V30V）。 图4 C点波形图阅读器线圈波形调试，C点波形最大时将阅读
