用异步收发器HT6720设计RFID系统
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增大字体摘要：HT6720是可在射频识别系统中制作电子标签的专用集成电路，工作频率为13.56MHz，属于中频识别芯片。该芯片内置96bit OPT存储器，且为只读型。由于HT6720所需要的数据载体结构简单，因此，通过HT6720可用极低的成本生产只读标签和设计射频识别系统。
关键词：射频识别；阅读器；电子标签；收发器；HT6720
１ 主要技术特点和内部结构
异步收发器ＨＴ６７２０具有非常低的工作电流。该器件在ＶＤＤ为３Ｖ时的工作电流仅为４μＡ，而且工作电压范围很宽，其数据传输仅工作在只读方式。用户可编程数据最多为６４ｂｉｔＣＲＣ纠错检测码为１６ｂｉｔ，并带有ＯＴＰ数据存储器，载波信号频率为１３．５６ＭＨｚ，典型输出数据波特率在ＶＤＤ为３Ｖ时为４ｋｂｐｓ。ＨＴ６７２０的调制方式为ＰＷＭ／ＡＳＫ同时内置电压限制器。ＨＴ６７２０特别适用于货物跟踪、动物管理、工作人员工作时间记录、停车场监控系统、门禁控制保安系统、防伪设计等识别卡的应用方面。
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ＨＴ６７２０是一种内置１３．５６ＭＨｓ ＲＦ载波的ＲＦ异步收发集成电路，在其外部连接一个电感就可以提供一个低成本无电池异步收发器解决方案，ＨＴ６７２０的内部结构如图１所示。ＨＴ６７２０芯片的内部由ＶＣＣ限制和ＲＦ电平限制、移位寄存器、ＥＰＲＯＭ数据存储器、测试和ＥＰＲＯＭ编程电路、系统时钟产生电路、数据处理电路、
javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>通用复位电路和ＰＷＭ／ＡＳＫ调制等功能电路组成。外部电路中的电感和内部的电容组成了一个ＬＣ振荡电路。工作时，由阅读器天线发射的１３．５６ＭＨｚ载波信号在ＬＣ振荡回路上将感应出一个电压，如果感应的载波场强足够高，就会产生一个工作电流以使ＨＴ６７２０中的内置ＬＣ振荡器激活，同时应答信号ＯＰＴ存储器中预置的程序就会被串行送出，从而发送出使用ＰＷＭ／ＡＳＫ调制的应答数据，最后通过ＬＣ振荡回路的衰减获得固定波特率的１３．５６ＭＨｚ载波。
被发送的信息通常会存储在一个９６ｂｉｔ的一次性可编程存储器ＯＰＴ中，该ＯＰＴ带有１６ｂｉｔ的ＣＲＣ代码，为客户预留的代码可以达到６４ｂｉｔ。对于一个小型天线来说，其有效的检测距离是２～１０ｃｍ检测距离取决于天线的外形尺寸和阅读器的设计，天线回路越大，匝数越多，检测的距离就越远，要获得１５ｃｍ的检测距离，就要用更长的天线。ＨＴ６７２０集成电路为ＲＦ检测系统提供了低成本且非常有效的解决方案，而且它还为客户提供了６４ｂｉｔ宽的代码区域，从而可由指定的程序员非常方便地编写程序。ＨＴ６７２０芯片的外形尺寸和管脚排列如图２所示，各管脚的功能说明如表１所列。
表1 管脚功能说明
| 管脚号 | 管脚名 | 接 口 | 内部连接 | 功 能 说 明 |
| 1 | HF2 | I/O | CMOS | 通常工作情况与天线线圈相连，打开数据程序 |
| 2 | HF1 | I/O | CMOS | 通常工作情况与天线线圈相连，为程序的数据I/O |
| 3 | VSS | - | - | 电源的负极，接地 |
| 4 | CLK | I | CMOS | 编程器的时钟输入端，通常情况开路 |
| 5 | VAP | I | - | 为编程器提供的高压电源输入端，通常情况开路 |
| 6 | VDD | - | - | 为编程器提供的+5V电源输入端，通常情况开路 |
２ 由ＨＴ６７２０组成的ＲＦＩＤ系统
由ＨＴ６７２０组成的ＲＦＩＤ系统结构如图３所示，其中异步收发芯片是射频识别系统的真正数据载体。通常，这种电子标签没有自己的供电电源电池，只是在阅读器的响应范围之内应答器才是有源的，应答器工作所需的能量是通过非接触的耦合元件传输给应答器的。阅读器先从天线发射１３．５６ＭＨｚ的载波信号，以便在异步收发器上的ＬＣ振荡电路中把载波信号的能量转变成电压形式，从而为内部带泵电路的异步收发器芯片提供电源。如果感应的电压足够高，当泵电压达到内部ＬＣ振荡电路的接入电压时，被激活的异步收发器连续发送它内部的数据。阅读器用检测天线上能量变化的方式来接收异步收发器的数据，然后通过单片机来识别信息。ＨＴ６７２０内部带有一个电压限制器，可用来防止ＬＣ振荡器的感应电压以及ＲＦ电平超过允许值而造成的芯片损坏或功能不正常。
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ＨＴ６７２０芯片上的ＯＰＴ存储空间共有９６ｂｉｔ，ＯＰＴ存储空间编码包的格式如图４所示。
在ＨＴ６７２０所提供的９６ｂｉｔ ＯＰＴ存储空间中，有６４ｂｉｔ编码区域是留给客户编程用的，这部分可由客户自己决定，其中有８ｂｉｔ是分类地址编码，可用来储存应用程序，另有５６ｂｉｔ是产品地址编码，主要用来存储客户号码和数据内容；此外，还有８ｂｉｔ是代理人的地址码，该码通常已在芯片生产厂家将注册号与数据一起写入，还有８ｂｉｔ客户地址码可用来储存客户当前的号码，６ｂｉｔ ＣＲＣ循环冗余检验码用于在无线接口识别传输错误，但它不能纠正错误，只能由写装置自动产生。电子标签主要由异步收发器芯片和天线线圈组成，最简单的阅读器是由ＲＦ振荡器、接收器和控制器加天线组成。电子标签是无源装置，工作时所需的电能可由阅读器经天线发射１３．５６ＭＨｚ载波信号来提供。
３ 典型应用电路设计
３．１ 制作电子标签
ＨＴ６７２０异步收发器的主要用途之一是制作射频识别系统的电子标签，电子标签一般由一个带有印刷的天线线圈、芯片ＨＴ６７２０和一个壳体的ＰＣＢ板组成。这个壳体根据需要可以做成各种形状，电子标签壳体的常用形状如图５所示。天线线圈的两端分别和芯片的管脚ＨＦ１、ＨＦ２相连，电感值为１１μＨ，但在芯片制作过程中，由于工艺上的原因，内部谐振电容参数典型值１０ｐＦ会稍微发生变化，因此线圈电感量的最佳值也要跟着改变。通常对电子标签天线的构造有两个基本要求：
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作者：佚名
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