2022年RFID芯片T5557及其FSK讀寫器電路設(shè)計

1、T5557的 Atmel 公司生產(chǎn)的非接觸式無源可讀寫RFID 器件,這的工作頻率 （載波） 為125kHz；可兼容 e555x 系列芯片； T5557芯片具有以下主要特性： * 具有 75pF 的片上諧振電路電容； * 獨立的 64位可追蹤數(shù)據(jù) 儲備 器； *EEPROM 中的配置儲備器可能設(shè)置芯片工作參數(shù)； * 數(shù)據(jù)速率可在 RF/2 和 RF/128之間的以 2的冪次可選； * 編碼方式： NRZ、曼徹斯特及 Biphase 碼； * 調(diào)制方式： FSK、PSK、直接； * 具有請求應(yīng)答（AOR）、密碼、常規(guī)讀、直接拜望等多種工作模式； * 具有寫愛惜特性；*OTP（一次可編程）功能；2

2、 T5557 的應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成 T5557的典型應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖1所示；圖中,讀寫器向T5557（亦稱之為tag ）傳送射頻能量和讀寫命令,同時接收T5557芯片以負(fù)載調(diào)制方式送來的數(shù)據(jù)信號；3 內(nèi)部組成及工作原理 31 內(nèi)部組成電路實際上, T5557芯片的內(nèi)部電路組成框圖也示于圖 寫解碼、比特率產(chǎn)生器、調(diào)制器、模式寄存器、把握器、1,從圖中可以看出,它由模擬前端、儲備 器、編程用高壓產(chǎn)生器、測試規(guī)律等電路構(gòu)成； 其中：模擬前端電路主要完成芯片模擬信號的處理和變換,包括電流產(chǎn)生、時鐘提取、載波中斷（間隙 gap）檢測、負(fù)載調(diào)制、ESD愛惜等電路；寫解碼電路主要在讀寫器向芯片寫數(shù)據(jù)時,用來解讀

3、有關(guān)寫操作碼,并對寫數(shù)據(jù)流進(jìn)行校驗；HV產(chǎn)生器可產(chǎn)生對 EEPROM進(jìn)行編程寫入所需的高電壓；把握器主要完成四種功能：一是在上電（ POR）有效后及讀期間,用配置儲備器數(shù)據(jù)（在EEPROM的塊 0中,見后述）裝載模式寄存器,以保證芯片按設(shè)置方式工作；二是把握對儲備器的拜望；三是處理寫命令和數(shù)據(jù)寫入；四是在密碼模式中,將接收操作碼后的 32位值與存貯的密碼進(jìn)行比較和判別；調(diào)制器用于實現(xiàn) FSK、PSK調(diào)制； T5557具有 330位 EEPROM儲備器,其結(jié)構(gòu)如圖2所示,分為頁 0和頁 1兩頁；頁 0的塊 0是配置儲備器；每塊的位 0是塊鎖存位,一旦鎖存置位,本塊（包括鎖存位）不能通過射頻再次編

4、程；T5557中 EEPROM的可追蹤數(shù)據(jù)是指 數(shù)據(jù),可供查詢,這是 e555x 系列沒有的；Atmel 在生產(chǎn)制造測試過程所保留的眾多識別此外, T5557中配置儲備器的功能結(jié)構(gòu)位圖如圖 3所示；32 T5557 的初始化及讀寫器 通信電源 上電后（ POR有效）,T5557將對儲備在EEPROM塊0中的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化,此時如圖3中的 POR位為 0,就在約 3ms后按塊 0的調(diào)制參數(shù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)制；如需置位 POR,就其初始化時間約為 67ms； 在卡（ tag ）與讀寫器進(jìn)行通信時：通常由卡將存貯在 EEPROM中的數(shù)據(jù)以負(fù)載調(diào)制方式循環(huán)送至讀寫器；依據(jù)傳送數(shù)據(jù)循環(huán)組織方式的不同又可分為常

5、規(guī)（regular）讀模式、塊讀模式和序列終止符模式；具體如下：（1）常規(guī)讀模式：傳送數(shù)據(jù)序列從塊1的第一位開頭至最終一塊（最大為塊7）的第 32位；最終一塊的塊號由配置儲備器的參數(shù)MAXBLK值確定； 如 MAXBLK為0或1,就不斷傳送塊0或塊 1的數(shù)據(jù)；工作于此模式時,在傳送循環(huán)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)之前其發(fā)送的第一位為規(guī)律0；PWD（2）塊讀模式：在直接拜望命令下工作時,僅有被尋址的塊被讀；在配置儲備器位置 1時的密碼模式下,對32位塊的直接拜望需要32位密碼,如密碼不匹配,就T5557會返回常規(guī)讀模式；在塊讀模式下的第一位也為規(guī)律0；（3）序列終止符模式（ST）：這是與 e5550兼容的一種方式,

6、在數(shù)據(jù)傳送開頭和循環(huán)數(shù)據(jù)開頭時插入一個序列 ST（4位1組成）,來實現(xiàn)與讀寫器的同步；但序列僅用于 FSK和曼徹特碼調(diào)制方式；ST序列第 2和第 4位時段負(fù)載調(diào)制在 FSK模式時始終關(guān)斷,在曼徹斯特碼時始終接通；該方式通常由 EEPROM塊0的 ST 位置 1實現(xiàn)；33 讀寫器至卡的通信讀寫器發(fā)出的命令和寫數(shù)據(jù)可由中斷載波形式間隙（gap）的方法來實現(xiàn), 并以兩個 gap之間的連續(xù)時間來編碼0和 1；當(dāng) gap 時間在 50150 s時,兩 gap 之間的 24TcTc 為載波周期 時間長為 0,54Tc 時間長為 1,當(dāng)大于 64Tc 時間長而無gap 再顯現(xiàn)時, T5557退出寫模式；如命

7、令正確, T5557將正常執(zhí)行；如顯現(xiàn)錯誤,就 T5557轉(zhuǎn)至常規(guī)讀模式；序列中的第一個gap 被稱為起始 gap；為了便于 T5557的檢測, 一般情形下, 起始 gap 應(yīng)大于其后的 gap（見圖4）；1 ）寫數(shù)據(jù)協(xié)議讀寫器發(fā)出雙位碼,作為命令傳送至T5557；命令的有關(guān)構(gòu)成列于表1；表1 命令表注：表中 P 為頁選擇（ P 為0或1）（2）AOR（請求應(yīng)答）模式（此地密碼位PWD=1） 當(dāng) AOR置 1（塊 0）,T5557在裝載塊 0后并不調(diào)制,將等待來自讀寫器的有效AOR命令,以備喚醒；AOR命令利用密碼激活匹配的T5557芯片,該命令可用于防止沖突,以選擇所要的卡讀寫；（3）編程寫

8、入 當(dāng)全部寫信息已被 T5557正確接收時,便可編程寫入；在寫序列傳送結(jié)束和編程之間有一段推遲；編程寫入時間為 5.6ms；編程寫入成功后,T5557進(jìn)入塊讀模式,并傳送剛編程寫入的塊；一個完整的寫序列成功的過程如圖 4所示；34 擴(kuò)展模式（ X-Mode）在塊 0中將 Master key（4位）設(shè)置為 6或9并將 X-Mode 位置 1,便可進(jìn)入擴(kuò)展模式； Master key 等于 9時可進(jìn)入測試模式, 等于 6時不答應(yīng)測試模式； 其它 Master key 位置都不能使 T5557進(jìn)入 X-Mode,即使 X-Mode 位置 1也不能進(jìn)入；擴(kuò)展模式（和e555x 不兼容）具有以下特點：

9、 * 波特率：該波特率的值由塊 0的第 9位至 14位（ n5至 n0）的位值 n 來確定,波特率為fc/2n+2,其中 fc 為載波頻率； * 調(diào)制編碼方式：由塊 0的第 16至20位設(shè)置,編碼不同于 e555x 兼容的方式； *OTP 功能：如塊 0的 OTP（第 24位）置 1,全部鎖存位置 1,就全部塊都是寫愛惜的；如Master key 值為 6,就 T5557的工作模式被鎖存,即為 OTP功能；如 Master key 值為 9,就測試模式拜望答應(yīng)重構(gòu)配置； *序列開頭標(biāo)志：它由兩位（10或01）組成,用于同步讀寫器,在每一塊數(shù)據(jù)傳送開頭時插入, 10和01是交替使用的； * 反向數(shù)據(jù)輸出：使數(shù)據(jù)輸出反向（即 1與0反向,輸出為其反） ； * 快速寫；快寫模式時,兩個 Gap之間是 12Tc 時間長為 0,是27Tc 時間長為 1；而在一個gap 后,超過 32Tc 時間長而不顯現(xiàn)下一個 4 FSK 讀寫器電路設(shè)計gap 時, T5557將退出該快寫模式； 41 FSK 調(diào)制 T5557 芯片的 FSK調(diào)制方式有 FSK1、FSK2、FSK1a和 FSK2a四種,其參數(shù)列于表 2；一個典型的 FSK調(diào)制波形如圖 5所示；表2