摘要：扼要介绍Atmel公司的e5561型射频辨认电路的内部结构和作业原理，给出选用U2270B型读/写基站集成电路和AT89C52型微操控器组成的射频辨认体系的规划办法。一起给出其读/写根底电路框图和单片机体系的规划流程。 关键词：加密;射频辨认;e5561 导言 射频辨认(RFID)是无线电频率辨认的简称，即经过无限电波进行辨认处理。射频辨认体系一般由读卡器(阅读器)和应答器(卡)二部分组成。其辨认数据被存储在应答器电路中。应答器是一种非触摸卡，该卡本身不带电源，当卡进行阅读器的电磁场规模时，便可经过耦合无线电波的能量并经整流稳压后取得作业电源。这样，在激活状况下，卡上存储的数据便可经过编码、调制送往阅读器以完结辨认。
Atmel公司出产的e5561型电路是一种加密的射频辨认器(IDIC)，它适用于高保密的场合，其内部有加密运算单元。其首要功用如下： ●低功率、低电压的CMOS IDIC; ●射频(RF)规模为100kHz150kHz，典型值为125kHz; ●内含320bitEEPROM(分10块); ●位率为RF/32，RF/64; ●加密辨别时刻小于10ms; ●带有可编程读/写维护功用; ●选用曼彻斯特和两相两种编码办法。 1 内部结构和作业原理 正常运用时e5561只运用线圈1(coil1)和线圈2(coil2)及外接电感线圈和电容器，其他引脚均未运用。其内部结构框图如图1所示。芯片包含自适应部分、前置模块端、调制器、解码器、存储器、加密电路等部分。
当基站与e5561的谐振频率不匹配时，其自适应部分调整e5561的频率使其与基站频率匹配，调整规模为5%。前置模仿端(AFE)可用来发生电路所需的电源，一起可处理与基站的双向数据通讯。 芯片中的存储器由320位EEPROM组成，分为10块，每块32位;第0位用于保存根本的装备数据，第1块-第9块为用户数据区，可自在编程，其间第 1-4块为ID代码，第5-8块为密匙，在口令形式下，第9块的4-31位用于寄存口令，0-3位用于寄存用户装备数据，不然，第9块的相应位也可自在编程。 编程电压由高压电发生器供给(18V)。加密电路AUT64运算规矩加密写入e5561的口令，运算成果可被基站读出，将此成果与基站数据相比较，便可树立高安全的认证进程。 调制器由2个数据编码器组成，根本的调制类型有曼彻斯特和两相编码办法。 e5561可作业在以下作业形式： (1)ID形式：在RF场中，e5561向基站循环发送ID码。ID形式答应运用二种不同的位率和调制办法，并可运用二种长度的ID码代(64位或128 位)。 (2)编程形式：运用前要对e5561进行编程。EEPROM会被分红10块，每块被别离编程，基站送出的数据序列应被写入e5561的EEPROM存储器。在编程期间，假如e5561监视器发现过错或维护被侵略，那么，体系将会回到ID形式。 (3)直接存储形式：当基站发送一特别数据序列给e5561时，e5561就会进入直接存储形式。这种形式有二种功用：一是基站读取EEPROM每一块的内容，二是从头设备e5561。在此期间，假如e5561监视器发现过错或维护被侵略，那么，体系将会回到ID形式。 (4)加密形式：此形式中，e5561运用AUT64运算规矩(一种非线性的高安全的运算规矩)。在基站完结对e5561的辨认后(经过读取ID代码)，基站可对应答器进行辨别(经过发送一口令)，当收到此数据序列后，e5561进入加密形式。假如e5561监视器发现过错或维护被侵略，体系也会回到ID 形式。
(5)中止形式：当二个或二个以上应答器一起运用时，为避免抵触，基站将发送一特别数据序列以使处于主动状况的应答器进入中止形式，之后经过加电复位或宣布重启指令，使e5561再进入ID形式。 各形式之间的转化可经过基站发送一序列指令来改动。 运用时，e5561可经过外接LC回路来接纳读/写基站的RF信号，并经过电路内部的电源电路处理为电路供给电源。电路可经过内部的阻尼负载将片内 EEPROM中的数据读入读/写基站，并以一个特别的办法中止RF场，以使读/写基站可将数据写入片内EEPROM中。 基站在完结口令和ID码辨认以及暗码辨别后，便可发生操控信号以操控体系的动作。其应答器电路如图2所示。 应答器与基站的通讯有二个传输通道：一是能量传输通道，另一个是信号传输通道。能量传输通道是单向的，可由基站发生给应答器供电的电磁场。信号传输通道是双向的，一般由基站向应答器传输的信息为“写”，反方向则为“读”用户数据(包含用户口令、ID码、暗码等)。运用时，用户可依据需求进行编程。表1和表 2别离给出EEPROM第0块(共32位)和第9块的装备数据位。 表1 第0块位的意义及设置 位代 号含 义 设 置 值 0 MOD 调制类型 0：曼彻斯特;1：二相 1 BR 位率 0：RF/32;1：RF/64 2 BC 代码长度 0：128bit;1:64bit 3-4 T 终端 00：测验;1 0，0 1：终端;1 1：无 5 S 中止形式 0：关;1：开 6 A 自适应部分 0：主动;1：人工设置 7 AUT 次数 0：8次;1：24次 8 L_0 第0块确定 0：解锁;1：确定 9-11 Adapt bit 固定 1;1;1 12-31 SID 厂商芯片代码出厂设定表2 第9块位的意义及设置 位代 号含 义设 置 值 0 L_ID 第1-4块确定 0：解锁;1：确定 1 L_K 第5-8块确定 0：解锁;1：确定 2 L_9 第9块确定 0：解销;1：确定 3 PWD 口令答应 0：答应;1：不答应 4-31 寄存口令可编程设置 2 e5561的使用 一个根本的射频辨认体系一般由三个规范部件组成：应答器、读/写基站和微操控器。由e5561组成的应答器电路如图2所示，图中给出电感线圈和电容器参数，该电路的RF作业频率为125kHz。 2.1 读/写基站 读写基站首要由U2270B型配套电路组成。U2270B是Atmel公司出产的ID%&&&&&%读/写基站专用电路，其内部含有一个由片上电源、振荡器和线圈鼓励器组成的、可为应答器供电的能量转化电路和一个能将细小输入信号变为微操控器所需信号的信号处理电路。它归于非编程电路，选用5V单电源供电，外围电路比较简略，只需装备读写天线(L)、谐振电容器(C)、输入%&&&&&%器(CIN)等元件即可作业。在天线载波频率为125kHz、比特率为RF/32的典型情况下，基站天线L的电感量为737μH。一般选用铜制漆包线绕制成直径为3cm、匝数为100的线圈即可。 射频载波答应/制止端(CFE)和读数据输出端(OUTPUT)的对外接口，应别离与单片机的二条I/O口线P1.0和P1.1相连以用来对e5561卡进行数据读写。 2.2 单片机体系 本体系的单片机选用AT890C52机型，其内部有8KB的Flash EEPROM存储体系程序，首要用于完结键盘扫描、显现相关数据、经过U2270B对卡中数据进行读写处理，以及与上位办理主机进行数据通讯等功用。扩展的数据存储器AT29C256型Flash EEPROM首要用于掉电后的数据存储。单片机与上位办理主机的通讯选用RS-485总线规范，该规范具有接口简略(只需2条数据线和1条地线)，驱动才能大、通讯间隔长(最长112km)、抗干扰才能强等特色。因为一般微机串行口选用的都是RS-232接口，故需另配接RS-232/RS-485转化器。读/写基站电路如图3所示。
图4所示是本体系的单片机体系主程序框图。本体系中，因为U2270B只能完结射频调制信号和整流和发射，而对所选编码办法以及读数据流的解码、写数据流的编码等则需软件完结。一般为使数据简单解码，规划时都选用同步信号。因为读信号的波形随调制、编码办法的不同而不同，因而，读卡程序选用模仿信号时序，即在P1.1口先检测同步信号，然后依据所选的编码办法进行相应的解码。办法是对收到的信号计时和判别。写卡则是经过P1.0来对U2270B的载波答应 /制止端进行操控，以守时操控载波有无，其各位的次序应留意与读卡时时刻，以避免数据字节或比特的紊乱。
