Cortex-M0+的RFID读卡器模块设计

　　3.2 检测 15693

　　检测15693协议主要包含SLRC610软复位、初始化15693协议层、应用15693协议设置、获取15693卡系统信息。SLRC61O软复位就是将SLRC610内部E2PROM 中保存的寄存器的默认值重新加载到寄存器中。一般初始化的时候会用到，当然切换协议的时候也会用到。初始化15693协议层主要完成参数结构体长度检查和私有变量初始化。应用15693协议设置是根据参数中设置的卡的类(PHHAL_Hw_CARDTYPE_ISO15693)来加载该协议下SLRC610的寄存器的默认配置，包括调制深度、调制方式、超时时间等。检测15693流程图如图5所示。

　　图5 检测15693流程图

　　3.3 Get System lnfo命令

　　Get System Info是ISI15693的可选命令，主要用来检索卡片的基本信息。请求和应答帧都是有帧头和帧尾的，如下所示。

　　去掉帧头帧尾 一共有4个字段，其中一个字段(8字节的UID)是可选的。它的响应信息格式如下所示，其中斜体部分的字段表示，只有在响应信息中有该标志，才有这个字段的信息。

　　由于它发送的字节少(在不加UID的情况，加 上CRC才4字节)，而且只要卡在场中就能使用，比较方便用示波器抓波形以分析收发的数据是否正常。

　　获取15693卡系统信息的写法有两种：第一种是用phpalSlil5693_Sw_Exchange和卡片交换信息的时传两字节数据“0x02 0x2B”，并设发送长度为两字节;第二种是用phpalSlil5693_Sw_Exchange和卡片交换信息的时传两字节数据“0x2B”，并设发送长度为一字节。从本质上来讲，这两种做法的最终结果都是发了同样的数据，不同之处在于它们的发送方式。phpalSli15693_Sw_Exchange的第二个参数有一个是写选项，对于第一种，要将其设为PH_EXCHANGE_LEAVE_BUFFER_BIT，第二种设为PH_EXCHANGE_DEFAULT，还得将0x02设置到第一个参数的bFlags上。另外在使用phpalSli15693_Exchange时要特别注意，在该函数前面用phpalSli15693_SetConfig函数设置超时。假如没有设置该函数，那么每次只能收到卡片返回的前5位正确数据。获取15693卡系统信息流程图如图6所示。

　　图6 获取15693卡系统信息流程图

　　3.4 SPI通信

　　采用宏定义加数组的方式来配置I/O引脚，这种方法比较灵活，可移植性很强，又方便代码维护。LPC800系列加了一个开关矩阵，将可转移功能通过开关矩阵分配给引脚PIO0_0~PIO0_17，使用起来很方便。使用的时候需要先查可转移功能所对应的SWM 引脚分配寄存器。找到后先将原来的数据清除，再写上新分配的引脚。操作过程中要谨慎，绝不能修改不该动的位。

　　这里初始化调用LPC812的库函数，将SP10设置为主机模式，为确保通信可靠在SSEL置位和数据帧起点之间、制数据帧末尾和SSEL解除置位之间、相邻数据帧之间插入2个SPI时钟周期，两次传输之间SSEL解除置位的最短时间为3个SPI时钟周期。

　　4 模块调试和测试

　　4.1 调试方法

　　由于15693的编码方式是SOF信号后每一定长度代表一定量的信息，所以可以先取信号的开始时间，然后计算下一个的时间，去看示波器每一个时间段的波形，记录下来然后去整体解析。

　　抓到数据后开始解析数据，比如获取卡片信息的命令(0x02 0x2B 0x26 0xA3)，它总共有4个字节，最后两个字节是CRC校验。通过调程序可以看到VCD发的实际命令(0x02 0x2B)，而CRC则是硬件算好直接发的，所以通过调程序无法看到它。

　　4.2 测试

　　模块的实际大小为45 mm×45 mill，模块中芯片、元器件都集中在模块中间，线圈以蚀刻的方式在靠近的边缘的PCB中间层。笔者手上有TI、NXP、ST公司的15693卡共4种型号，做了读卡距离测试。测试方法是将卡放于模块天线正对面，通过观察模块上LED灯是否亮就能知道是否读卡成功，将卡放到能读到的高度，再用直尺去量高度。

　　结语

　　本模块设计中采用的是较新的主控和射频芯片，价格较低，性能又强，而且在很长一段时间内不会有供货、价格等方面的问题。LPC800系列既增加了开关矩阵等实用的功能，方便用户电路设计，也集成了老一代单片机的ISP升级功能。本文详细描述了这两颗芯片的使用方法以及对模块的调试方法与步骤等。该模块采用贴面封装的元件，具有低成本、低功耗、小尺寸、读写卡距离远等特点，使用起来很方便，具有较高的应用价值。