[发明专利]一种射频IC MFRC522在智能仪表中的应用技术

说明书

技术领域：

本发明属于电子行业领域，是一种射频IC MFRC522在智能仪表中的应用技术。

背景技术：

由于环境温度、湿度、油污等外界条件对诸如预付费水表、预付费燃气表、预付费热量表等接触式卡表的影响明显，卡座磨损、腐蚀，以及潮气、灰尘等大大缩短了对卡表的使用寿命，因此非接触卡表已成为当前发展趋势。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供一种能够提高智能仪表使命寿命的射频ICMFRC522在智能仪表中的应用技术。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明系统通过与MFRC522连接的天线和IC卡线圈产生共振来传递数据，从而完成模块与卡间的通讯。MFRC522根据寄存器的设置来调制发送缓冲区数据进而得到发送信号，以TX1、TX2引脚驱动天线产生电磁波的形式发送，IC卡采用RF场的负载调制进行响应。同时天线检测到IC卡的响应信号后，经过天线匹配传送到RX引脚，MFRC522内部接收缓冲器对其信号进行检测、解调，并根据寄存器的设置进行相应处理，再将其数据发送至单片机。

本发明的有益效果：

(1)高度集成的调制解调电路，采用少量外部器件，即可将输出驱动级接至天线。

(2)支持ISO/IEC 14443 TypeA接口和MIFARE通信协议。

(3)支持多种主机接口：10Mbit/s的SPI接口；I2C接口，快速模式的速率为400Kbit/s，高速模式的速率为3400Kbit/s；串行UART，传输速率可以高达1228.8Kbit/s，帧取决于RS232接口。

(4)特有的发送器掉电机制可关闭内部天线驱动器，即关闭RF场，达到低功耗。

(5)内置温度传感器，在过热时自动停止RF发射。

(6)独立的多组电源供电，避免相互干扰，优化EMC特性和信号退耦性能。

附图说明：

图1是本发明的硬件原理图。

具体实施方式：

本发明系统通过与MFRC522连接的天线和IC卡线圈产生共振来传递数据，从而完成模块与卡间的通讯。MFRC522根据寄存器的设置来调制发送缓冲区数据进而得到发送信号，以TX1、TX2引脚驱动天线产生电磁波的形式发送，IC卡采用RF场的负载调制进行响应。同时天线检测到IC卡的响应信号后，经过天线匹配传送到RX引脚，MFRC522内部接收缓冲器对其信号进行检测、解调，并根据寄存器的设置进行相应处理，再将其数据发送至单片机。

内部接收电路利用卡的响应信号在副载波的双边带上都具有调制这一功能进行工作。推荐使用MFRC522内部产生的VMID信号作为RX引脚输入信号的偏置。为了稳定VMID输出，需在VMID和GND之间连接一只电容C4。接收电路需在RX和VMID之间连接一分压电路。其匹配电路和信号接收电路如图3所示，图3中包含有EMC低通滤波器、接收电路、天线匹配电路以及天线。其中EMC低通滤波器、接收电路中元件大小可参考相关数据资料，一般无需调整，但要注意元件精度及材料一定要符合设计要求，诸如：L01、L02应选用1.0μH±10％的滤波电感，C01、C02应选用NP0材料±2％的电容。

实施例1：非接触式IC卡天线利用电感耦合产生磁通。磁通用于向IC卡器件提供电源，并且可在两者之间传输数据。因此要求天线线圈的电流最大，产生最大磁通量；功率匹配，最大限度使用磁通量的可用能量：足够的带宽以无失真地传输数据调制的载波信号。

实际的天线电感和电容值取决于天线电阻(PCB类型)、导体厚度、线与线之间的距离、保护层材料、附近的金属或者铁氧体等因素。天线设计完成后，以能准确通讯的最远距离为标准，调整匹配电容。匹配电容也应采用NP0材料。