1．2 射頻卡基站器件U2270B的支撐電路

1．2．1 電源模塊

　　U2270B的VS(電源)為內部電路提供電源，VEXT為天線和外部電路提供電壓。對于U2270B基站電源有3種設計模式：第1種是單電壓供電，即引腳DVS、VEXT、VS、VBall使用5 V電源；第2種是雙電壓供電，即引腳Vs使用5 V電壓，而引腳DVS、VEXT、VBall使用7～8 V電壓；第3種是電池電壓供電，引腳VEXT和Vs由內部電池供給，而引腳DVS和VBall使用7~16 V外部電壓，對于這種供電方式，U2270B的低功耗模式是可供選擇的。該學生考勤系統設計采用第2種電源供給方案。

1．2．2 頻率設置

　　該頻率設置是U2270B輸出的天線驅動頻率，而天線端子線圈的發射頻率最終是由線圈回路的電阻、電容決定的，這個頻率越接近發射頻率，則發射功率越強。 U2270B的天線驅動頻率可自行設置，該系統設計頻率設置是由流入RF端的電流值決定的，而Vs是由內部電源供給，所以可以通過改變Vs端和RF端之間的電阻值進行設定。

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　　經過計算，設定的電阻值分別為R8=68 Ω，R9=43 Ω，這樣射頻頻率為125 kHz。

1．2．3 天線模塊

　　該系統設計的天線模塊只涉及到電容，電阻和線圈，但是對于各個元器件的選值是比較精確的。從U2270B的Coil1和Coil2端口出來經電容，電阻和線圈組成一個IC串聯諧振選頻回路，其作用就是從眾多頻率中選出有用信號，濾除或抑制無用信號。由串聯諧振電路的諧振角頻率可知諧振頻率：

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　　當從Coil1、Coil2出來的脈沖滿足該頻率設置要求后，串聯諧振電路就會啟振，在回路兩端產生一個較高的諧振電壓VL=QVs。其中，Vs為 U2270B的Coil1、Coil2端的輸出電壓，線圈兩端的諧振電壓VL一般可能介于200～350 V之間，所以線圈兩端的電容耐壓值要高，熱穩定性要好，因此對諧振回路的電容要求就比較高。當諧振電壓達到一定數值就會通過感應電場給應答器供電，當應答器進入感應電場范圍內，應答器內部電路就會在諧振脈沖的基礎上進行非常微弱的調幅調制，再由U2270B讀取。Q為諧振回路的品質因數，用于描述回路的儲能與其耗能之比：

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　　本設計中應答器標簽的頻率為125 kHz，線圈的電感L約1．35 mH，這樣可由式(3)計算出電容C的容值。另外通過調節電阻R(注意線圈也含有一定的電阻)來調節品質因數Q，改變諧振電壓，提高讀寫距離。

1．2．4 數據輸入

　　這里的數據輸入是U2270B從天線回路讀回的數據。基站從應答器讀入的是經過載波調制后的信號，它通過C7電容耦合輸入到INPUT輸入端，經過低通濾波器、放大器、施密特觸發器等環節后，在OUTPUT端輸出解調后的信號。低通濾波器的截止頻率由fosc決定。引腳INPUT的耦合電容C7以及引腳 HIPASS的去耦電容C6的值決定解調電路的高通特性，有利于更進一步濾除無用及干擾信號。C6和C7的容值隨射頻卡的數據傳輸波特率的不同而不同，該學生考勤系統設計采用的波特率為focs／32，此時C6，C7分別為100 nF和680 pF。

　　C6與下限截止頻率fCVT的關系：

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　　式中，Ri=2．5Ω。

　　需要注意的是OUTPUT端輸出的信號只是經過解調，并沒有解碼。解碼需要通過單片機編程完成。

2 U2270B模塊軟件設計

　　U2270B模塊提供給高層調用的主要有4個子函數，分別為初始化函數、停止工作函數、開啟函數和解碼函數。

　　1)U2270B初始化函數 U2270B的初始化主要就是將U2270B必要的控制端口提供滿足條件的電平，由于不是馬上開始解碼，所以同時應將U2270B停止工作，并且默認是125 kHz的解碼。

　　2)U2270B停止工作函數考慮到該系統設計的低功耗和具體功能，只有在光敏電阻中斷被允許或按下“IRQ”鍵時才調用一次解碼函數，在其他情況下一般U2270B處于空閑狀態。

　　3)開啟U2270B函數當“開始上課”按鈕有效時，光敏電阻中斷被允許，或者利用“IRO”按鈕使讀卡器從低功耗模式下被喚醒，U2270B處于工作狀態。

　　4)U2270B解碼函數解碼部分完全由軟件程序實現，通過輸入捕捉接收到的脈沖進行解碼，這也是U2270B的不足之處。

3 結束語

　　學生考勤系統設計的核心是射頻卡讀寫器，而射頻卡讀寫器的關鍵是射頻卡基站器件，該器件主要完成數據的調制、發射和射頻接收以及數據解調任務。從射頻識別卡的使用方便、交易速度快、便于維護和使用壽命較長等優點來看，射頻識別卡正在逐漸替代目前廣泛使用的接觸式IC卡。這里所設計的學生考勤系統實現了方便、快捷、省時的學生考勤管理功能。

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