基于AT88RF256的RF射頻研究

摘要：介紹了射頻技術(shù)。特別是對(duì)于RF射頻的寄存器和命令，編碼設(shè)計(jì)的思想，如何發(fā)射進(jìn)行了詳細(xì)了介紹，最后進(jìn)行了數(shù)據(jù)仿真，表明射頻在不同的頻段有不同的增益。
關(guān)鍵詞：射頻；密勒碼；地址字

O 引言
射頻(RF)是Radio Frequency的縮寫(xiě)，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300 kHz～30 GHz之間。射頻簡(jiǎn)稱(chēng)RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡(jiǎn)稱(chēng)。每秒變化小于1000次的交流電稱(chēng)為低頻電流，大于10000次的稱(chēng)為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。在電磁波頻率低于100 kHz時(shí)，電磁波會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于100 kHz時(shí)，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力，我們把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱(chēng)為射頻。信息源經(jīng)過(guò)二次調(diào)制，用線(xiàn)纜傳輸?shù)綄?duì)端，對(duì)端用反調(diào)制將信息源還原后再應(yīng)用，不管頻率多低，也是射頻傳輸方式，如果沒(méi)有調(diào)制反調(diào)制過(guò)程，只是將信息源用線(xiàn)纜傳送到對(duì)端直接使用，不管頻率有多高，都是一般的有線(xiàn)傳輸方式。

1 RF技術(shù)核心
1．1射頻卡的寄存器和命令
AT88RF256-12卡是美國(guó)ATMEL公司推出的一款基于125 kHz工作頻率的感應(yīng)卡，可以加密，數(shù)據(jù)量為256位，內(nèi)部電路如圖1所示，作為典型的低頻、加密和可讀寫(xiě)卡。用戶(hù)對(duì)卡的操作包括讀卡、寫(xiě)卡、核對(duì)密碼、停止卡等，必須按以下7個(gè)命令格式來(lái)執(zhí)行上述操作：

0A2A1A010：寫(xiě)第A2A1A0頁(yè)32位的EEPROM；
0A2AJ A001：讀第A2A1A0頁(yè)32位的：EEPROM；
0000ll：數(shù)據(jù)固化命令(8位)；
010011：寫(xiě)卡片控制位命令(24位)：
000111：寫(xiě)卡片密碼命令：
011000：停止卡命令：
011100：核對(duì)密碼命令：
當(dāng)模塊沒(méi)有數(shù)字接口或不要求用到數(shù)字接口時(shí)，任一模塊都可在出廠前被預(yù)設(shè)成相控振蕩器(PL0)。只要有一個(gè)電源及外部參考源，通過(guò)加載工作頻率已重新設(shè)定的PNP頻率合成源，則該P(yáng)LO就可工作在任一固定的、在50 MHz至5 GHz范圍內(nèi)的工作頻率下。微型合成器可被用于許多場(chǎng)合，包括檢測(cè)器件中的高精度源，數(shù)字微波無(wú)線(xiàn)器件中的本地晶振，或作為用于大型通信或軍事頻率合成器系統(tǒng)的緊湊的時(shí)鐘源。
1．2 編碼要求
AT88RF256卡在默認(rèn)狀態(tài)下讀卡片用MILLLER(密勒)碼，寫(xiě)命令數(shù)據(jù)用MANCHESTER(曼徹斯特)碼。初始化下，密勒碼元寬度是128μ8，曼徹斯特碼元寬度是256μs。讀寫(xiě)器要對(duì)卡片發(fā)送命令，除了卡片要進(jìn)入射頻場(chǎng)內(nèi)獲取能量外，發(fā)送時(shí)間也受限制?？ㄆM(jìn)入射頻場(chǎng)后，按如下格式向讀寫(xiě)卡器循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)：起始位；32～152位(長(zhǎng)度可自行設(shè)定)的ID數(shù)據(jù)；停止位；8位收聽(tīng)窗(Listening Window)。圖2示出基站模塊的DATA OUT引腳的輸出波形，在每個(gè)數(shù)據(jù)包之間都有一個(gè)持續(xù)8位密勒碼元寬度的低電平狀態(tài)的收聽(tīng)窗。只有在收聽(tīng)窗第2位至第7位，射頻才可以接收讀寫(xiě)卡器發(fā)送的讀、寫(xiě)命令。所以本設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵是如何捕捉到收聽(tīng)窗，這屬于讀卡和解碼操作的一部分，解碼是建立在對(duì)基站模塊DATA OUT引腳波形分析的基礎(chǔ)上。

1．3 配置字描述
配置字的讀取在CLKl的正邊沿時(shí)，從MSB(最高位)開(kāi)始。新的配置從CS的下降沿開(kāi)始。假如nRF2401子系統(tǒng)需要配置為ShockBurst方式，兩個(gè)接收頻道，則在VDD(芯片電源)上電后，只需120位的配置字。在協(xié)議、工作方式和接收頻道都配置好后，只需要1位(RXEN)來(lái)切換是接收或發(fā)射。在配置字被讀取的過(guò)程中，MSB(最高位)最先被讀到寄存器中。默認(rèn)配置字為：h8E08．1C20．2000．0000．00E7．0000．E721．0F 04，共18字節(jié)，可根據(jù)需要進(jìn)行取舍。Shock Burst數(shù)據(jù)包的總位數(shù)最多不能超過(guò)256位，DATAx_W(bits)=256-ADDR_W-CRC(1)其中：ADDR-W為配置字中B[32：18]所設(shè)置的接收地址的長(zhǎng)度，8位～40位；CRC為配置字B[17]所設(shè)置的校驗(yàn)字，8位或16位，4位或8位前綴是自動(dòng)加進(jìn)去的，不占用數(shù)據(jù)包的位數(shù)。