H4001非接觸式IC卡讀卡程序設計

2　P4095芯片介紹
　　該芯片集成相同步邏輯系統，可以得到與線(xiàn)圈諧振頻率相同的載波頻率；不需外部晶振；載波頻率為100到150kHz；支持多種IC卡傳輸協(xié)議，如H400X，P4150，P4069等；封裝形式為SO16或PSOP216。用P4095制作的射頻卡讀頭可完成下列功能：（1）載波頻率驅動(dòng)線(xiàn)圈。（2）對可寫(xiě)卡磁場(chǎng)的調幅調制。（3）對線(xiàn)圈上由卡引發(fā)的調制信號進(jìn)行幅度解調。（4）與微處理器通過(guò)簡(jiǎn)單的連線(xiàn)相互通信。
　　芯片的操作由SHD和MOD控制。SHD為高時(shí)進(jìn)入睡眠模式，在芯片供電之后，SHD必須為高以對芯片進(jìn)行正確的初始化，然后SHD再接低電平，這樣芯片可以發(fā)出射頻場(chǎng)，由解調模塊將線(xiàn)圈上讀到的信號由DEMOD__OUT輸出。MOD接地使芯片進(jìn)入只讀狀態(tài)。應用圖如下圖2所示。
3　H4001原理
　　H4001是在異頻無(wú)線(xiàn)傳送中應用的CMOS集成電路。電路由放在磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈驅動(dòng)，并從中得到時(shí)鐘脈沖。開(kāi)關(guān)調制電流可以送回包含在激光可編程邏輯器件中的64位信息。
　　串行輸出的數據包括9位起始位，40位信息位，14位校驗位，1位停止位。
　　而這64位信息是通過(guò)曼徹斯特碼調制的。邏輯“1”是在一個(gè)位周期內產(chǎn)生一個(gè)下降沿，邏輯“0”是在一個(gè)位周期內產(chǎn)生一個(gè)上升沿。64位曼徹斯特碼如圖3所示。一旦發(fā)送，就將連續地發(fā)。圖4所示的就是邏輯電平與曼徹斯特碼之間的關(guān)系。從圖中可以看出64位信號連續循環(huán)輸出的情況。

4　曼徹斯特碼解碼方法
　　根據曼徹斯特碼的特點(diǎn)，得知曼徹斯特碼中高電平持續的時(shí)間有兩種情況：半個(gè)位周期和一個(gè)位周期。高電平持續一個(gè)位周期的情況是因為其中前面半個(gè)位周期高電平屬于前一位邏輯“0”所有，后半個(gè)位周期高電平是屬于后一位邏輯“1”所有。根據這個(gè)特點(diǎn)，我們分析圖5示的波形，首先找一個(gè)下跳，然后找一個(gè)上跳，目的是確認是否接收到信號（曼徹斯特碼）。而后進(jìn)入一個(gè)延時(shí)階段t（延時(shí)t大于半個(gè)位周期，小于一個(gè)位周期）。接著(zhù)讀入信號，它必須是“1”。那么這個(gè)“1”就肯定是數據序列中某一位（如果不是“1”，就從頭再來(lái)）。接下來(lái)就是找該位“1”的下跳，找到之后又延時(shí)t，繼續讀入下一位數據。重復找跳變和延時(shí)的操作，就可以正確地讀出曼徹斯特碼序列。由于H4001在電磁場(chǎng)中是連續循環(huán)地輸出它的信息的，為了確保完全讀入卡上64位的信息，我們每張卡都讀128位。

　　根據H4001的特性，我們知道它的數據序列是以9個(gè)連續的“1”開(kāi)始的，然后就是數據和校驗位。因此，只要在上面128位信息中找到9個(gè)連續的“1”，并且分析其后的數據位和行列校驗位就可以確定這一張卡的信息。
5　研究結果
　　在試驗的過(guò)程中，根據以上原理編制的程序每次都能正確讀取卡上的信息。
經(jīng)測量，程序讀卡距離為9．5cm～11．5cm。讀卡
時(shí)間為0．086s。（測量方法：把卡放在線(xiàn)圈上，開(kāi)啟程序，正確讀到信號就停止。）
6　程序流程圖
程序流程圖見(jiàn)圖6。程序略。