CN213987525U - 基于比较器方式的125k rfid读卡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于比较器方式的125K RFID读卡器，包括电源电路、主控电路、线圈电路和比较器电路，主控电路采用带有比较器的FLASH制程的单片机控制芯片U1，线圈电路的输入端与单片机控制芯片U1的第一输出端相连，线圈电路的输出端与单片机控制芯片U1的第一输入端相连，单片机控制芯片U1的第二输入端与比较器电路相连；比较器电路用于调节比较器的比较电压；线圈电路用于接收单片机控制芯片U1输出的PWM和IO信号，当线圈电路感应到外部RFID卡时，线圈电路输出的感应电压信号经比较器进行电压处理后输出曼彻斯特码；单片机控制芯片U1根据曼彻斯特码识别出所述RFID卡的RFID卡号。本申请提供的基于比较器方式的125K RFID读卡器具有成本更低的特点。

Description

基于比较器方式的125K RFID读卡器

技术领域

本实用新型涉及RFID读卡器技术领域，特别是涉及一种基于比较器方式的125KRFID读卡器。

背景技术

目前125K RFID读卡器使用的方案大致分为三类，第一类是主控单片机+外部运放芯片，通过外部运放芯片对线圈过来的信号做处理，然后反馈给主控单片机，缺点是成本高，元器件占用面积较大；第二类是主控单片机自带内置运放电路，通过主控自身内部的硬件运放电路对线圈过来的信号做处理，然后反馈给主控单片机，缺点就是主控单片机成本高，并且此类单片机在市场上并不普遍；第三类就是主控单片机内置高精度AD，通过高精度AD采集线圈过来的信号，缺点就是高精度AD主控单片机成本高，采集微弱电压时采集到的数据容易产生误差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种成本更低的基于比较器方式的125KRFID读卡器。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于比较器方式的125K RFID读卡器，包括电源电路、主控电路、线圈电路和比较器电路，其中，所述主控电路采用带有比较器的FLASH制程的单片机控制芯片U1，所述线圈电路的输入端与所述单片机控制芯片U1的第一输出端相连，所述线圈电路的输出端与所述单片机控制芯片U1的第一输入端相连，所述单片机控制芯片U1的第二输入端与所述比较器电路相连，

所述电源电路用于提供工作电源；所述比较器电路用于调节所述比较器的比较电压；所述线圈电路用于接收所述单片机控制芯片U1输出的PWM信号和IO信号，当所述线圈电路感应到外部RFID卡时，所述线圈电路输出的感应电压信号经所述比较器进行电压处理后输出曼彻斯特码；所述单片机控制芯片U1根据所述曼彻斯特码识别出所述RFID卡的RFID卡号。

本申请提供的基于比较器方式的125K RFID读卡器相比于传统的RFID读卡器，可省掉外部LM258/LM358的运放芯片，减少外部元器件并简化外部信号调制电路，减小元器件的占用面积并节省空间，从而可有效降低成本；同时采用比较器设计，此设计可通过调节比较器的比较电压大小，从而实现调节RFID卡的读卡距离，解决了通过调节电容来控制读卡距离的传统方案；且采用单片机内部寄存器来实现125K方波信号功率的调节，并且可通过外部电阻调节发射功率，实现软件和硬件都可调功率的两种方式。

在其中一个实施例中，所述线圈电路包括线圈P1、开关二极管D1、电容C1～C4、电阻R1～R2和二极管D2，其中，

所述线圈P1的输入端通过电阻R5与所述单片机控制芯片U1的PWM信号输出端相连，所述线圈P1的输出端分别与所述开关二极管D1的第3脚、电容C1的一端相连；所述开关二极管D1的第2脚通过电阻R6与所述单片机控制芯片U1的IO信号输出端相连；所述开关二极管D1的第1脚分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C2的一端相连，所述电阻R1的另一端分别与电容C3的一端、电容C4的一端相连，所述电容C4的另一端分别与所述二极管D2的阳极、所述单片机控制芯片U1的第一输入端相连；所述电容C1的另一端、所述电容C3的另一端、所述二极管D2的阴极、所述电阻R2的另一端和所述电容C2的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述比较器电路包括调节电阻R3和电阻R4，所述调节电阻R3的一端与电源端相连，所述调节电阻R3的另一端分别与所述单片机控制芯片U1内置的比较器的调节端、所述电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端接地。

在其中一个实施例中，还包括LED指示电路，所述LED指示电路包括LED灯，所述单片机控制芯片U1的第二输出端通过电阻R7与所述LED灯相连。

在其中一个实施例中，所述单片机控制芯片U1采用HT66F3185-24SSOP控制芯片。

在其中一个实施例中，所述开关二极管D1采用BAW56开关二极管。

附图说明

图1为一实施例中基于比较器方式的125K RFID读卡器的结构示意图；

图2为一实施例中基于比较器方式的125K RFID读卡器的电路原理示意图；

图3为一实施例中电源电路的电路原理示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

参见图1，本实施例提供一种基于比较器方式的125K RFID读卡器，包括电源电路、主控电路、线圈电路和比较器电路，其中，主控电路采用带有比较器的FLASH制程的单片机控制芯片U1，线圈电路的输入端与单片机控制芯片U1的第一输出端相连，线圈电路的输出端与单片机控制芯片U1的第一输入端相连，单片机控制芯片U1的第二输入端与所述比较器电路相连。具体地，单片机控制芯片U1可采用HT66F3185-24SSOP控制芯片。

电源电路用于提供工作电源；比较器电路用于调节比较器的比较电压；线圈电路用于接收单片机控制芯片U1输出的PWM信号和IO信号，当线圈电路感应到外部RFID卡时，线圈电路输出的感应电压信号经比较器进行电压处理后输出曼彻斯特码；单片机控制芯片U1根据曼彻斯特码识别出RFID卡的RFID卡号，并将识别得到的RFID卡号通过其UART数据接口传输出去。

在本实施例中，参见图2，线圈电路可包括线圈P1、开关二极管D1、电容C1～C4、电阻R1～R2和二极管D2，其中，线圈P1的输入端通过电阻R5与单片机控制芯片U1的PWM信号输出端(PA7/TP1端)相连，线圈P1的输出端分别与开关二极管D1的第3脚、电容C1的一端相连；开关二极管D1的第2脚通过电阻R6与单片机控制芯片U1的IO信号输出端相连；开关二极管D1的第1脚分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C2的一端相连，电阻R1的另一端分别与电容C3的一端、电容C4的一端相连，电容C4的另一端分别与二极管D2的阳极、单片机控制芯片U1的第一输入端(PB6端)相连；电容C1的另一端、电容C3的另一端、二极管D2的阴极、电阻R2的另一端和电容C2的另一端接地。具体地，开关二极管D1可采用BAW56开关二极管。

图2中，125KHZ为线圈输入端，RF-为线圈输出端，IO为低电平，RFOUT为RFID卡号数据输出端。当接上线圈P1后，单片机控制芯片U1的PWM信号输出端输出稳定的125K占空比为47％的PWM信号，线圈P1根据该PWM信号输出振幅为40V左右的正弦波，通过电容C1可调节正弦波的波形，然后通过开关二极管D1以及后面的滤波单元(电容C2～C4、电阻R1～R2和二极管D2)，得到一个低电压的方波(RFOUT口)，电压为300mv。当有RFID卡靠近线圈P1后，RFOUT端的电压会慢慢变大，越靠近越大；当RFID卡和线圈完全接触时，电压可达到800mv左右，然后和比较器端的固定电压做比较，得到电压为3.3V的曼彻斯特码，方便单片机进行数据处理。

比较器电路可包括调节电阻R3和电阻R4，所述调节电阻R3的一端与电源端相连，调节电阻R3的另一端分别与单片机控制芯片U1内置的比较器的调节端(PB5端)、电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接地。

在本实施例中，比较器电路的固定比较电压主要通过两个电阻的分压得到的，其中电阻R3为可调电阻，当电阻R3的阻值不同时，分压到单片机控制芯片PB5处的电压也就不同。此电压为其内置比较器的一个固定的输入比较电压，通过和读卡后的微弱信号做比较，从而得到方便芯片识别的高电压曼彻斯特码，芯片会更容易解析RFID卡号，更改分压电阻得到合适的电压可以控制读卡距离。

进一步地，基于比较器方式的125K RFID读卡器还可包括LED指示电路，LED指示电路包括LED灯(LED4)，单片机控制芯片U1的第二输出端(PB2端)通过电阻R7与LED灯(LED4)相连。当识别到RFID卡后，单片机控制芯片U1控制LED灯(LED4)亮，反之则灭。

具体地，参见图3，本实施例提供的电源电路可包括USB接口和3.3V LDO芯片U8，通过USB接口供电，通过3.3VLDO芯片U8进行降压处理，LDO芯片U8的输入和输出对地接电容进行滤波，并且可以在通电的一瞬间有效的降低瞬间电压，从而避免对芯片电压的损坏，也提供了稳定的3.3V给芯片工作。

本实施例提供的基于比较器方式的125K RFID读卡器是通过一个带比较器的FLASH制程的单片机控制芯片U1，来实现对线圈过来的微弱信号经过内置比较器进行电压处理，从而输出可调电压(3V～5V)的曼彻斯特码，然后反馈给主控单片机控制芯片U1进行数据处理，再得到有效的RFID卡号信息。单片机控制芯片U1的外部电路包括简单的调制电路和滤波电路，可通过更改125K输出口串联的电阻来调节输出功率，并且通过更改比较器的对比电压来调节RFID卡的读卡距离，最大读卡距离可达到5CM。

相比于传统的RFID读卡器，本实施例提供的基于比较器方式的125K RFID读卡器可省掉外部LM258/LM358的运放芯片，减少外部元器件并简化外部信号调制电路，减小元器件的占用面积并节省空间，从而可有效降低成本；同时采用比较器设计，此设计可通过调节比较器的比较电压大小，从而实现调节RFID卡的读卡距离，解决了通过调节电容来控制读卡距离的传统方案；且采用单片机内部寄存器来实现125K方波信号功率的调节，并且可通过外部电阻调节发射功率，实现软件和硬件都可调功率的两种方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于比较器方式的125K RFID读卡器，其特征在于，包括电源电路、主控电路、线圈电路和比较器电路，其中，所述主控电路采用带有比较器的FLASH制程的单片机控制芯片U1，所述线圈电路的输入端与所述单片机控制芯片U1的第一输出端相连，所述线圈电路的输出端与所述单片机控制芯片U1的第一输入端相连，所述单片机控制芯片U1的第二输入端与所述比较器电路相连，

所述电源电路用于提供工作电源；所述比较器电路用于调节所述比较器的比较电压；所述线圈电路用于接收所述单片机控制芯片U1输出的PWM信号和IO信号，当所述线圈电路感应到外部RFID卡时，所述线圈电路输出的感应电压信号经所述比较器进行电压处理后输出曼彻斯特码；所述单片机控制芯片U1根据所述曼彻斯特码识别出所述RFID卡的RFID卡号。

2.根据权利要求1所述的基于比较器方式的125K RFID读卡器，其特征在于，所述线圈电路包括线圈P1、开关二极管D1、电容C1～C4、电阻R1～R2和二极管D2，其中，

所述线圈P1的输入端通过电阻R5与所述单片机控制芯片U1的PWM信号输出端相连，所述线圈P1的输出端分别与所述开关二极管D1的第3脚、电容C1的一端相连；所述开关二极管D1的第2脚通过电阻R6与所述单片机控制芯片U1的IO信号输出端相连；所述开关二极管D1的第1脚分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C2的一端相连，所述电阻R1的另一端分别与电容C3的一端、电容C4的一端相连，所述电容C4的另一端分别与所述二极管D2的阳极、所述单片机控制芯片U1的第一输入端相连；所述电容C1的另一端、所述电容C3的另一端、所述二极管D2的阴极、所述电阻R2的另一端和所述电容C2的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的基于比较器方式的125K RFID读卡器，其特征在于，所述比较器电路包括调节电阻R3和电阻R4，所述调节电阻R3的一端与电源端相连，所述调节电阻R3的另一端分别与所述单片机控制芯片U1内置的比较器的调节端、所述电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的基于比较器方式的125K RFID读卡器，其特征在于，还包括LED指示电路，所述LED指示电路包括LED灯，所述单片机控制芯片U1的第二输出端通过电阻R7与所述LED灯相连。

5.根据权利要求1所述的基于比较器方式的125K RFID读卡器，其特征在于，所述单片机控制芯片U1采用HT66F3185-24SSOP控制芯片。

6.根据权利要求2所述的基于比较器方式的125K RFID读卡器，其特征在于，所述开关二极管D1采用BAW56开关二极管。

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