基于MCF52235 的RFID 通用開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　原則上開發(fā)基于此平臺(tái)的各種應(yīng)用只需要設(shè)計(jì)PC 端的應(yīng)用軟件，其余軟、硬件構(gòu)件不需要進(jìn)行改動(dòng)，這就是RFID 通用開發(fā)平臺(tái)的構(gòu)件化封裝設(shè)計(jì)的思想。 高層構(gòu)件層提供了訪問各個(gè)構(gòu)件的網(wǎng)絡(luò)命令，PC 端主機(jī)操作網(wǎng)絡(luò)、射頻、LCD、USB、語(yǔ)音等構(gòu)件時(shí)，只需發(fā)送相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)命令即可。

2 RFID 通用開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　2.1 硬件設(shè)計(jì)

　　硬件構(gòu)件模型中首先是主控制器MCU 的選型。 由于RFID 應(yīng)用廣泛， 很多場(chǎng)合要求控制器有較快的處理速度， 有多種控制模塊如A/D 控制模塊、CAN 總線模塊、以太網(wǎng)控制模塊等。 綜合分析，文中選擇了飛思卡爾單芯片解決方案MCF52235處理器。 該處理器采用Coldfire V2 內(nèi)核和精簡(jiǎn)指令集（RISC），頻率為60 MHz，通過設(shè)置鎖相環(huán)（ PLL ），MCF52235 能夠穩(wěn)定工作在80 MHz. 內(nèi)部集成了10/100M 快速以太網(wǎng)控制器（FEC）、以太網(wǎng)物理收發(fā)器（EPHY）等模塊，還有UART，I2C、QSPI、PWM 、快速ADC 等模塊，實(shí)現(xiàn)了單芯片解決方案。

　　由于MCF52235 處理器中集成的以太網(wǎng)模塊已經(jīng)包括了以太網(wǎng)控制器和物理層收發(fā)器，因此網(wǎng)絡(luò)硬件構(gòu)件僅需添加少量的元件便可。 MCF52235處理器的PHY_RXP、PHY_RXN 引腳用于接收數(shù)據(jù)，PHY_TXP、PHY_TXN 引腳用于發(fā)送數(shù)據(jù)。 這兩對(duì)收、發(fā)引腳分別接50 Ω 的上拉電阻。 SPDLED 引腳接網(wǎng)速LED 燈指示當(dāng)前的連接速度是10 Mbps還是100 Mbps，LNKLED 引腳接的LED 燈則指示當(dāng)前是否已經(jīng)與另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。 如果RFID射頻系統(tǒng)中讀卡器終端并不多，可以不采用網(wǎng)絡(luò)而是通過USB 接口與PC 機(jī)進(jìn)行通信。 USB 構(gòu)件采用飛思卡爾的單芯片MC9S12UF32， 它提供了高速USB2.0 接口， 即插即用。 此處使用USB 接口不是為了獲得更高的速度而是為了使用方便，所以選擇通過MCF52235 的一個(gè)串口與UF32 通信。

　　射頻芯片選用的是飛利浦RC531 芯片，工作頻率為13.56 MHz， 在不外加功率放大器時(shí)讀寫距離可達(dá)10 cm，它通過SPI 接口與MCF52235 通信。

　　LCD 構(gòu)件采用耀宇科技的YM12864 圖形點(diǎn)陣液晶。 該液晶顯示器可以顯示4 行、每行8 個(gè)漢字或者16 個(gè)字母。 它有兩種常用的連接方式：并行和串行。 并行連接需要11 根引腳線， 串行連接僅用3 根引腳線，因此與MCU 的連接采用串行的連接方式。 另外還需一個(gè)引腳控制背光燈電源的正極LEDA開關(guān)。 語(yǔ)音模塊和LCD 模塊的功能一樣，都是為了增強(qiáng)人機(jī)交互， 它采用上海奔流公司的BMP5008語(yǔ)音芯片。 狀態(tài)指示燈用于觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和用戶的操作，通過GPIO 口連接，幾乎所有的MCF52235 引腳都可以作為GPIO 引腳。 主控制器MCF52235 與各模塊的引腳連接如圖4 所示。

　　2.2 軟件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)平臺(tái)的軟件構(gòu)件層次模型，先將各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序封裝成構(gòu)件。 底層軟件構(gòu)件是與硬件直接打交道的，它由頭文件和源程序文件兩部分組成。 編程思想是分析構(gòu)件的共性和個(gè)性，抽取出構(gòu)件的屬性和對(duì)外接口函，用戶使用該構(gòu)件時(shí)只需了解其接口函數(shù)， 而不必去了解內(nèi)部具體如何實(shí)現(xiàn)。

　　頭文件部分給出構(gòu)件屬性的宏定義和對(duì)外接口函數(shù)的原型說明，源程序部分是函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

　　以太網(wǎng)構(gòu)件主要包括以太網(wǎng)物理收發(fā)器（EPHY）和快速以太網(wǎng)控制器（FEC） 的初始化、TCP/IP 協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)。 它的接口函數(shù)原型說明如下：

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　　uint8 hw_ephy_init （uint16 sysclk，uint8 ratemode，