STM32的RFID手持終端硬件設(shè)計
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2 RFID手持終端的硬件設(shè)計
2．1 主控芯片及其外圍接口的設(shè)計
主控芯片采用了ST公司生產(chǎn)的基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的嵌入式處理器STM32F103VET6。該處理器的工作頻率為72MHz，支持多種通信總線，其中包括2個I2C總線接口、5個USART串行接口、3個SPI總線接口、CAN總線和USB總線。同時，該處理器還具有80個通用I／O接口、16位定時器、A／D轉(zhuǎn)換器、實時時鐘等功能。該處理器可以完全滿足本RFID手持終端的設(shè)計需求。
為了滿足RFID手持終端移動使用的需求，采用了7．4 V的鋰電池進行供電。采用了AMSIII7-5．0芯片提供5 V電壓，AMSIII7-3．3芯片提供3．3 V電壓。AMSIII7系列芯片可以輸出1A的電流，輸入電壓調(diào)節(jié)率小于0．2％，負(fù)載調(diào)節(jié)率小于0．4％，輸出電壓穩(wěn)定。為了抗干擾，STM32F103VET6上的每個電源引腳都并聯(lián)了去耦合的0．1μF電容，這些電容應(yīng)該盡可能地靠近電源／地引腳。
STM32F103VET6需要兩個外部時鐘源，高速外部時鐘源(HSE)和低速外部時鐘源(LSE)。HSE晶振的頻率是8 MHz，作用是產(chǎn)生精確的主時鐘，用于驅(qū)動系統(tǒng)時鐘。LSE晶振的頻率是32．768kHz，作用是為片內(nèi)實時時鐘提供一個低功耗且高精度的時鐘源，用于時鐘或日歷等需要計時的場合。晶振和負(fù)載電容需要盡可能地靠近芯片的引腳，以減小輸出失真和啟動穩(wěn)定時間。負(fù)載電容值必須根據(jù)選定的品振進行調(diào)節(jié)。當(dāng)選擇負(fù)載電容值時，PCB板和芯片引腳的電容值也必須被計算進去。這里采用了20pF的電容作為HSE的負(fù)載電容，10 pF的電容作為LSE的負(fù)載電容。在設(shè)計PCB時，振蕩電路旁邊要避免有高頻信號經(jīng)過，走線長度越短越好。
STM32F103VET6采用4線SPI總線方式與讀卡芯片CLRC632和SD卡進行通信，并與觸摸屏控制器連接，完成觸摸屏的壓力感應(yīng)；采用I2C總線方式與外部EEPROM AT24C64進行通信；采用16位的I／O接口與TFTLCD模塊連接，實現(xiàn)系統(tǒng)顯示輸出；采用16位的I／O接口與鍵盤連接，最多可支持64個按鍵輸入；采用USART串行接口實現(xiàn)程序的燒寫和淵試，并與無線通信模塊連接，實現(xiàn)與上位機的無線通信；采用USB總線實現(xiàn)與上位機的高速有線通信。
2．2 射頻讀卡芯片及天線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
本RFID手持終端使用NXP公司生產(chǎn)的CLRC632作為射頻讀卡芯片。該芯片是一種應(yīng)用于13．56 MHz的非接觸式射頻標(biāo)簽的芯片，支持符合ISO／IEC14443和ISO／IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的射頻標(biāo)簽。該芯片支持10 cm的最大操作距離，與NXP公司的其他射頻讀卡芯片MFRC500、MFRC530、MF RC531、SLRC400引腳兼容。該芯片可以用8位并行接口或SPI總線方式與微控制器進行通信。CLRC632電路原理圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/155039.htm
本文中的CLRC632使用SPI方式與主控芯片STM32F103VET6進行通信。CLRC632提供了與SPI總線標(biāo)準(zhǔn)兼容的接口，在SPI通信過程中作為從設(shè)備。SPI總線時鐘信號SCK由微控制器產(chǎn)生，主控芯片使用MOSI數(shù)據(jù)線向CLRC632發(fā)送控制信息，CLRC632使用MISO數(shù)據(jù)線向主控芯片發(fā)送數(shù)據(jù)。
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