STM32的RFID手持終端硬件設(shè)計(jì)
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TFTLCD部分采用了26萬色的TFTLCD屏幕，分辨率為320×240，可以實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)接口界面顯示。TFTLCD控制器采用了Ilitek公司生產(chǎn)的IL19320，可以通過多種并行通信方式與微控制器通信。為了加快傳輸速率以顯示彩色界面，這里采用了16位的并行總線與STM32F103VET6相連接。為了降低系統(tǒng)功耗，通過BL_VDD引腳控制屏幕背光，如果一段時(shí)間內(nèi)沒有對(duì)觸摸屏或鍵盤進(jìn)行操作，屏幕背光將熄滅。
TFTLCD屏幕自帶電阻式觸摸屏，利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。電阻式觸摸屏成本低、精度高、不怕灰塵、水汽和油污，在惡劣的移動(dòng)使用環(huán)境下不易損壞，吏適用于本RFID手持終端。采用了TI公司生產(chǎn)的ADS7846作為觸摸屏控制芯片。ADS7846內(nèi)部集成了12位逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速率為125 kHz。使用時(shí)，ADS7846通過兩次A／D轉(zhuǎn)換得到觸點(diǎn)位置的X、Y坐標(biāo)，通過SPI總線與STM32F103VET6通信，完成對(duì)控制信息的輸入。ADS7846電路原理圖如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/155039.htm
由于手持終端的便攜性需求，TFTLCD屏幕不可能太大。這樣，若通過TFTLCD屏幕顯示的虛擬鍵盤輸入數(shù)據(jù)，每個(gè)按鍵的空間很小，會(huì)給輸入帶來困難。因此，在STM32F103VET6的通用I／O口上連接了矩陣鍵盤，通過鍵盤掃描完成數(shù)據(jù)的輸入。使用了STM32F103VET6的PD0～PD15共16個(gè)通用I／O口連接鍵盤，最多可連接64個(gè)按鍵，有效減少了處理器I／O資源的占用。使用時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需要，連接相應(yīng)數(shù)量的按鍵。
2．4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分的設(shè)計(jì)
STM432F103VET6內(nèi)部的存儲(chǔ)資源包括64 KB的SRAM和512 KB的Flash。為了完成對(duì)RFID手持終端工作狀態(tài)、用于顯示的資源以及大量射頻標(biāo)簽數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，需要對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分加以擴(kuò)展。手持終端采用了Atmel公司生產(chǎn)的EEPROM芯片AT24C64存儲(chǔ)手持終端工作狀態(tài)。該芯片可以存儲(chǔ)64 Kb的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于8192字節(jié)。該芯片通過I2C總線與STM32F103VET6進(jìn)行通信，包括數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL。由于I2C總線接口采用開漏輸出，必須通過外部上拉電阻將信號(hào)線拉至高電平。綜合考慮端口驅(qū)動(dòng)能力和信號(hào)傳輸速率，選用4．7 kΩ的上拉電阻。使用時(shí)，AT24C64中存儲(chǔ)了手持終端的ID信息，在與上位機(jī)通信時(shí)進(jìn)行安全認(rèn)證。AT24C64中也存儲(chǔ)了觸摸屏的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)觸摸屏和TFTLCD之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。SD卡體積小、容量大、傳輸速率快，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備。本手持終端采用了SD卡存儲(chǔ)漢字字庫、界面圖片和射頻卡中讀取的數(shù)據(jù)。SD卡通過SPI總線與STM32F103VET6進(jìn)行通信，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明每秒可以傳輸2 MB以上的數(shù)據(jù)，可以滿足手持終端對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。另外，由于SD卡可以很方便地從手持終端巾取出，也可以使用上位機(jī)的通用讀卡器對(duì)SD卡進(jìn)行讀寫，實(shí)現(xiàn)手持終端和上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。
2．5 數(shù)據(jù)通信部分的設(shè)計(jì)
RFID手持終端使用STM32F103VET6芯片內(nèi)部集成的USB總線與上位機(jī)完成有線通信。USB總線支持即插即用和熱插拔，使用方便。同時(shí)，USB 2．0全速總線支持480 Mbps的傳輸速率，可以快速將手持終端中的信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。為了滿足手持終端的移動(dòng)使用需求，采用了Sim com公司牛產(chǎn)的GPRS模塊SIM300，它的工作頻率為GSM／GPRS 900／1800 MHz，可以在低功耗的條件下，完成手持終端數(shù)據(jù)的無線傳輸。在使用時(shí)，通過STM32F103VET6的USART串口與SIM300模塊連接，通過AT指令實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)發(fā)送等功能。
3 系統(tǒng)測(cè)試
設(shè)計(jì)了RFID手持終端的PCB板，其主板大小約為1 6 cm×9 cm，可以滿足手持終端的便攜需求。使用STM32F103VET6自帶的ISP下載工具通過USART串口將程序下載后，使用本RFID手持終端對(duì)符合ISO／IEC14443和ISO／IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)的射頻標(biāo)簽進(jìn)行讀寫，操作距離均不小于8 cm，讀卡及顯示速度均滿足使用需求。
將讀卡得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡中，通過USB總線或GPRS模塊發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)可以接收到卡號(hào)、扇區(qū)、數(shù)據(jù)等信息以便進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。
結(jié)語
本文詳細(xì)介紹了基于STM32F103VET6的13．56MHz RFID手持終端的硬件沒計(jì)方法。該讀卡器具有處理速度快、功耗低、人機(jī)交互友好、與上位機(jī)通信方便等特點(diǎn)，適用于多種需要移動(dòng)應(yīng)用的場(chǎng)合，尤其適用于物流行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
評(píng)論