應用TRF7960芯片開發(fā)多協議讀寫器的探討

目前工作于13.56MHz的無線RFID技術領域主要有2個ISO協議標準，一個是IS014443，另一個是ISO15693。ISO14443又分為TYPEA、TYPEB兩種協議，通信速率106kb／s，它們的區(qū)別主要在于載波的調制深度及位的編碼方式。ISO15693讀寫距離較遠，而ISO14443讀寫距離稍近，但后者應用較廣泛。TRF7960芯片是TI開發(fā)的工作頻率為13.56MHz、支持ISO15693、ISO14443A/B協議的射頻讀寫器開發(fā)芯片。在TI官方公開的TRF7960說明書中，有詳細的參考電路及基于MSP430單片機的參考代碼，參考這些資料做自己的開發(fā)板或者產品板基本上難度不大。MCU可以使用并口或SPI串口操作TRF7960，并口相對簡單一些，SPI通信則有一些問題需要特別注意。

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首先，TI給出的SPI參考代碼使用的是MSP430的內置SPI接口，我們實際開發(fā)中因為單片機內部資源或引腳分配限制往往需要軟件模擬SPI通訊。TRF7960的SPI協議規(guī)定:
不通訊的時候，片選NSS保持高電平，時鐘CLOCK保持低電平，通訊的時候NSS保持低電平。
主機向TRF7960寫一位數據時，在CLOCK為低電平期間根據數據的值設置MOSI數據線，然后CLOCK上升沿通知TRF7960可以接收數據，CLOCK下降沿后繼續(xù)準備下一位要發(fā)送的數據，代碼如下：
for(j=8;j>0;j--)
{
if(((*pbuf)&0x80)==0x80)TRF796X_MOSI_HIGH;
else TRF796X_MOSI_LOW;
TRF796X_SCK_HIGH;
(*pbuf) <<= 1;
TRF796X_SCK_LOW;
}

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主機從TRF7960讀一位數據時，在CLOCK為高電平期間TRF7960根據數據的值設置MISO數據線，然后CLOCK下降沿通知MCU可以接收數據，CLOCK上升沿后繼續(xù)準備下一位要發(fā)送的數據，代碼如下：
for(j=8;j>0;j--)
{
TRF796X_SCK_HIGH;
_NOP();_NOP();
TRF796X_SCK_LOW;
(*pbuf) <<= 1;
if(TRF796X_MISO_LOW)(*pbuf)+=1;
}
其次，MCU可以使用Direct Command直接向TRF7960發(fā)送一字節(jié)的命令碼，執(zhí)行復位、進入省電模式、向卡片發(fā)送數據、調整接收電路增益等功能。Direct Command的SPI時序有一個特殊的要求，在發(fā)送完一字節(jié)的命令后，在SS拉高之前，CLOCK要多出一個上升沿，代碼如下：

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SLAVE_SELECT_LOW;
for(j=8;j>0;j--)
{
if(((*pbuf)&0x80)==0x80)TRF796X_MOSI_HIGH;
elseTRF796X_MOSI_LOW;
TRF796X_SCK_HIGH;
(*pbuf) <<= 1;
TRF796X_SCK_LOW;
}
_NOP(); _NOP();
TRF796X_SCK_HIGH;
_NOP(); _NOP();
SLAVE_SELECT_HIGH;
_NOP(); _NOP();
TRF796X_SCK_LOW;
最后，TRF7960向磁場中的卡片發(fā)送數據后，等待卡片回應，是否收到卡片回送的數據及是否反應超時等命令的執(zhí)行情況都是通過中斷機制來表示的。在NXP的射頻芯片中，可以不使用芯片的中斷引腳IRQ而是直接查詢射頻芯片的中斷標志寄存器來獲得各種事件發(fā)生的情況，但在TRF7960中不能使用這種方式，因為讀一次TRF7960的中斷標志寄存器將會把寄存器中的中斷標志清除，所以電路中通常要使用IRQ引腳，可以用IRQ引腳使能MCU中斷或直接查詢IRQ引腳，從而得知TRF7960內部發(fā)生了中斷事件，進而用SPI讀取其中斷標志寄存器獲取詳細的中斷事件產生情況。

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