基于MSP430F149手持式RFID讀寫器網絡接口設計

2013-11-15 17:38 來源:電源網 作者:和靜

RFID 技術目前廣泛應用于身份識別、防偽應用、供應鏈應用、公共交通管理、物流管理、生產線自動化與過程控制、容器識別等領域。由于手持式RFID讀寫器的存儲器容量有限,保存在讀寫器中的數據可以通過USB 等接口傳送到計算機中進行處理,但為更方便快捷地將讀寫器中的數據傳送到遠程的計算機系統(tǒng)中,將便攜設備網絡化是解決上述問題的有效途徑之一。但目前的手持式RIFD 讀寫器并不具備與互聯網進行網絡連接的網絡接口。另外,手持式RFID 讀寫器是通過內部所裝有的電池進行供電,所以降低其工作功耗也是主要問題之一。而MSP430F149 單片機是一款16 位超低功耗的處理芯片,它將多個不同功能的模擬電路,數字電路模塊集成于一身,適合應用與需要電池供電的便攜式儀器儀表中。

因此,文中主要介紹手持式RFID 讀寫器中MSP430F149 單片機與以太網控制器RTL8139 接口的硬件設計的方法,以及相應的硬件設備驅動程序的設計和TCP /IP 協議棧的處理方法。

1 網絡接口硬件結構。

1. 1 網絡接口

手持式RFID 讀寫器是便攜式射頻識別系統(tǒng)的主要設備,其網絡接口主要由MSP430 單片機與以太網控制器RTL8139 塊等組成。其網絡接口硬件結構如圖1 所示。

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圖1 網絡接口框圖

根據便攜設備的低功耗要求,MSP430 單片機采用MSP430F149,具有超低功耗、強大處理能力、豐富片上外圍模塊及多種存儲器形式等功能,其中有2 個具有中斷功能的8 位并行端口P1與P2和4 個8 位的通用并行端口P3、P4、P5與P6,可以滿足和以太網控制器的接口,而且能夠實現RFID 讀寫器的其他接口功能。

隔離變壓器選用PM34 - 1006M10 /100 /1000M 變壓器。采用RTL8139 以太網控制器作為網絡接口。

由于RTL8139 是PCI 總線接口,不能直接與8 位的MCU 接口,需要一個PCI 接口進行轉接。單片機在進行外部存儲器操作時采用的信號有P0口、P2口、ALE以及RD 和WR 信號。其中,P0口為地址( 低8 位) /數據復用,P2口為高8 位地址信號; ALE 為地址鎖存信號,為高電平時將P0口的值鎖存到低8 位數據線上; RD 和WR 為讀寫有效信號,低電平有效。因此,PCI 接口實際上是起到一個從單片機讀寫時序到32位PCI 讀寫時序轉換的作用。

1. 2 RTL8139 的結構及編程接口

RTL8139 是臺灣ReaLTEk 公司生產的一種高度集成的全面支持IEEE802. 3 標準的以太網控制器芯片,支持微軟的PNP 規(guī)范。利用雙絞線可以和全雙工網絡交換機相連接,能夠同時接收和發(fā)送數據。支持UTP( UnshiELDed Twisted Paired) ,AUI( Attachment UnitInterface) 自動偵測。支持IO 地址全解碼模式。其主要特性如下:

( 1 ) 符合Ethernet Ⅱ 和IEEE802. 3 ( 10Base5,10Base2,10BaseT) 標準。

( 2) 支持跳線和免跳線兩種工作方式。

( 3) 全雙工,收發(fā)可同時達到100 Mbit·s - 1 的速率。

( 4) 支持32 位數據PCI 總線。

( 5) 允許3 個診斷LED 可編程輸出。

( 6) 128 腳LQFP 封裝,縮小了PCB 尺寸。

如圖2 所示,RTL8139 內部已經包含有整個網絡接口層的協議,因此應用起來較簡單。用戶不必考慮鏈路控制問題,而只需考慮單片機如何從RTL8139 中去讀TCP /IP 協議的數據即可。

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圖2 RTL8139AS 內部結構圖

PCI 總線信號有3. 3 V 標準和5 V 標準,信號線眾多,但并不是所有的PCI 設備都使用全部的PCI 接口信號,實際只使用需要的即可。RTL8139AS 以太網控制器遵循3 V 標準,并且只使用了PCI 總線信號中的以下部分: AD[31: 0]為數據信號復用總線。

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RFID 讀寫器 網絡接口

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