基于AT88RF256的RF射频研究

摘要：介绍了射频技术。特别是对于RF射频的寄存器和命令，编码设计的思想，如何发射进行了详细了介绍，最后进行了数据仿真，表明射频在不同的频段有不同的增益。
关键词：射频；密勒码；地址字

O 引言
射频(RF)是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300 kHz～30 GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。在电磁波频率低于100 kHz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100 kHz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。信息源经过二次调制，用线缆传输到对端，对端用反调制将信息源还原后再应用，不管频率多低，也是射频传输方式，如果没有调制反调制过程，只是将信息源用线缆传送到对端直接使用，不管频率有多高，都是一般的有线传输方式。

1 RF技术核心
1．1射频卡的寄存器和命令
AT88RF256-12卡是美国ATMEL公司推出的一款基于125 kHz工作频率的感应卡，可以加密，数据量为256位，内部电路如图1所示，作为典型的低频、加密和可读写卡。用户对卡的操作包括读卡、写卡、核对密码、停止卡等，必须按以下7个命令格式来执行上述操作：

0A2A1A010：写第A2A1A0页32位的EEPROM；
0A2AJ A001：读第A2A1A0页32位的：EEPROM；
0000ll：数据固化命令(8位)；
010011：写卡片控制位命令(24位)：
000111：写卡片密码命令：
011000：停止卡命令：
011100：核对密码命令：
当模块没有数字接口或不要求用到数字接口时，任一模块都可在出厂前被预设成相控振荡器(PL0)。只要有一个电源及外部参考源，通过加载工作频率已重新设定的PNP频率合成源，则该PLO就可工作在任一固定的、在50 MHz至5 GHz范围内的工作频率下。微型合成器可被用于许多场合，包括检测器件中的高精度源，数字微波无线器件中的本地晶振，或作为用于大型通信或军事频率合成器系统的紧凑的时钟源。
1．2 编码要求
AT88RF256卡在默认状态下读卡片用MILLLER(密勒)码，写命令数据用MANCHESTER(曼彻斯特)码。初始化下，密勒码元宽度是128μ8，曼彻斯特码元宽度是256μs。读写器要对卡片发送命令，除了卡片要进入射频场内获取能量外，发送时间也受限制。卡片进入射频场后，按如下格式向读写卡器循环发送数据：起始位；32～152位(长度可自行设定)的ID数据；停止位；8位收听窗(Listening Window)。图2示出基站模块的DATA OUT引脚的输出波形，在每个数据包之间都有一个持续8位密勒码元宽度的低电平状态的收听窗。只有在收听窗第2位至第7位，射频才可以接收读写卡器发送的读、写命令。所以本设计的一个关键是如何捕捉到收听窗，这属于读卡和解码操作的一部分，解码是建立在对基站模块DATA OUT引脚波形分析的基础上。

1．3 配置字描述
配置字的读取在CLKl的正边沿时，从MSB(最高位)开始。新的配置从CS的下降沿开始。假如nRF2401子系统需要配置为ShockBurst方式，两个接收频道，则在VDD(芯片电源)上电后，只需120位的配置字。在协议、工作方式和接收频道都配置好后，只需要1位(RXEN)来切换是接收或发射。在配置字被读取的过程中，MSB(最高位)最先被读到寄存器中。默认配置字为：h8E08．1C20．2000．0000．00E7．0000．E721．0F 04，共18字节，可根据需要进行取舍。Shock Burst数据包的总位数最多不能超过256位，DATAx_W(bits)=256-ADDR_W-CRC(1)其中：ADDR-W为配置字中B[32：18]所设置的接收地址的长度，8位～40位；CRC为配置字B[17]所设置的校验字，8位或16位，4位或8位前缀是自动加进去的，不占用数据包的位数。