【应用】基于国产ARM® Cortex™-M3 32位微控制器CKS32F103C8T6的RFID读卡器方案
RFID技术是通过射频信号的空间耦合实现无接触信息传递并通过传递的信息达到识别目的的技术。它无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，自动识别对象并获取相关信息数据，过程操作无须人工干预，可应用于各种恶劣环境条件，有利于人们在不同状态下对各类物体进行识别与管理。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。作为物联网关键技术之一的 RFID 技术，将会向多功能、多制式、多接口、模块化、便携式、小型化、智能化、嵌入式、可重组方向发展。现如今，基于 RFID技术正在如火如荼的发展。中科芯CKS32F103C8T6是一款高性能，高性价比的微控制器，应用到RFID系统中将大大提高信息的海量传输、处理和安全性，作为主控芯片运用于RFID系统中是很好的选择。
芯片特性
中科芯CKS32F103C8T6是一个高密度性能线的ARM® Cortex™-M3 32位微控制器，它包含高性能的RISC内核，高达72MHz的主频，可以有效满足性能处理要求，该芯片在市场上使用也非常广泛而且已经很成熟，可以大大减少工程师的开发难度，有效缩减开发时间，同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。（详情请查阅中科芯CKS32F103C8T6-DATASHEET）
•运行电压范围为2.0V至3.6V
•64K字节闪存
•20K字节SRAM
•2个12位ADC，1us转换时间，总共可达到16路通道
•7通道DMA控制器，支持定时器、ADC、SPI、I2C、USART外设
•总共7路定时器
•通讯接口达到9路，2路I2C，3路USART，2路SPI，1路CAN，1路USB2.0
应用概述
RFID读卡器以CKS32F103C8T6微控制器（MCU）为核心，MF RC522集成射频读写芯片实现RFID 读卡器；射频模块MF RC522的特点是体积小、低成本、低电压，是NXP 公司针对“三表”应用推出的，是便携式手持设备和智能仪表研发的首选，其通过硬件（EA 引脚接地）设置成串口模式（UART 模式），通过 SDA 与 IRQ 和微处理器进行通信，是射频卡与单片机通信的桥梁；S50 卡是采用 NXP MF1 IC S50 制作的非接触智能卡，通常简称 S50 卡或 Mifare 1K，符合 ISO 14443A 标准，4或7字节UID。1K数据存储区，数据有密钥保护；整个系统的电源是由5V电源通过TI公司的TPS562208芯片稳压达到所需的3.3V电源。
图1 功能原理框图
图2 MCU核心电路
主控芯片CKS32电路如图2所示，该芯片的供电电压为3.3V，NRST引脚为复位引脚，外接一个10K电阻上拉到3V3，一个100nF电容到地，并且采用32.768KHz的无源晶振作为芯片的系统时钟源。
图3 射频模块电路
电路中采用的射频模块为MF RC522芯片，其所使用电源为 3.3V。MF RC522 通过硬件（EA 引脚接地）设置成串口模式（UART 模式），通过 SDA 与 IRQ 和微处理器进行通信。27.12MHz 晶体振荡器提供时钟频率。通过 TX1 与 TX2 连接天线电路。
图4 上位机通信接口电路
读卡器所使用的 RFID 卡为 S50 卡。S50 卡是采用 NXP MF1 IC S50 制作的非接触智能卡，通常简称 S50 卡或 Mifare 1K，符合 ISO 14443A 标准，4 或 7 字节 UID。1K数据存储区，数据有密钥保护。
图5 DC-DC电源电路
电源芯片采用TI公司的TPS562208，该芯片通过R2和R3电阻调整输出电压值，输出电压公式为：
VIN=5V (1)
3V3=0.768x(1+R2/R3) = 3.3V (2)
该电源用于给MCU，MF RC522芯片和S50卡提供稳定的工作电压。
图6 系统软件流程图
应用推荐
随着物联网的快速发展，射频识别技术的不断成熟以及市场的不断扩展，相应的主控芯片成为趋之若鹜的一大市场，高性能高性价比的中科芯CKS32F103C8T6微控制器适用于绝大部分应用产品。中科芯MCU事业部研发基于ARM® Cortex™-M0、M3、M4内核的多个系列MCU产品，以满足客户及市场多领域、多层次的丰富应用场景需求。
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对照表 - 中科芯
中科芯MCU选型表
内核:M0—M4内核、主频:40—168
|
产品型号
|
品类
|
Max Freq.(MHz)
|
Core
|
Flash(Kbytes)
|
Ram(Kbytes)
|
Package Name
|
GPIO
|
Timer(16-bits)
|
Timer(32-bit)
|
Motor Control Timer (16bits)
|
ADC 12-bit Cell/Channels
|
DAC 12-bit Channels
|
COMP
|
SPI
|
I2S
|
I2C
|
U(S)ART
|
USB
|
Supply Voltage(V)
|
|
CKS32F030F4P6
|
32位通用MCU
|
48MHz
|
Cortex-M0
|
16Kbytes
|
4Kbytes
|
TSSOP20
|
15
|
5
|
0
|
1
|
1/11
|
0
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0
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1
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0
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1
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1
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0
|
2.4V-3.6V
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选型表 - 中科芯 立即选型
【视频】中科芯M4内核包含浮点运算单元，DSP指令，168MHz主频，1MB Flash,198KB RAM
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可定制板装式压力传感器支持产品量程从5inch水柱到100 psi气压；数字输出压力传感器压力范围0.5~60inH2O，温度补偿范围-20~85ºС；模拟和数字低压传感器可以直接与微控制器通信，具备多种小型SIP和DIP封装可选择。
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可定制PCB最高层数：32层；板材类型：罗杰斯高频板/泰康尼高频板/ZYF中英天线板/F4B高频板/高频电路板/高频混压板/高频纯压板等；最大加工尺寸：609*889mm。
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授权代理品牌：集成电路
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授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
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授权代理品牌：电工工具及材料
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