射頻卡應用中的曼徹斯特碼解碼技術(shù)

　　引言

　　射頻卡，也叫非接觸式IC 卡，目前正廣泛地應用于各個(gè)領(lǐng)域。射頻卡內集成了芯片、感應天線(xiàn)及電容等元件。讀寫(xiě)時(shí)，將射頻卡靠近讀卡器，讀卡器天線(xiàn)發(fā)出的電磁波在射頻卡內的天線(xiàn)上產(chǎn)生感應電流，為卡內集成芯片提供能量。而該芯片內預先存儲有一個(gè)唯一身份辨識號碼，該號碼被編碼以后調制天線(xiàn)上的電流信號，再以電磁波的形式傳遞回讀卡器[1]。大多數射頻卡將卡內的身份辨識號碼(ID號碼)編碼為曼徹斯特碼，然后由單片機進(jìn)行解碼。

　　然而，目前的很多單片機解碼程序采用定時(shí)查詢(xún)或考察信號的邊沿狀態(tài)的方式解碼，這些解碼方法對天線(xiàn)上的載波頻率要求比較高，對定時(shí)的準確度要求也比較高，當載波稍微偏離規定的范圍內時(shí)將不能正確讀卡。本文介紹了一種新的解碼技術(shù)，載波頻率的偏移對解碼沒(méi)有任何影響，而且不用檢測信號的邊沿狀態(tài)，從而更加可靠、快速地讀卡。

　　讀卡原理

　　現在以卡內封裝有EM4100 A6 芯片的只讀射頻卡為例來(lái)介紹這種曼徹斯特碼的解碼技術(shù)。

　　當解碼芯片EM4095 的天線(xiàn)上產(chǎn)生諧振、有恒定125KHz左右的載波信號后，通過(guò)電磁場(chǎng)的感應，EM4100 的天線(xiàn)上也將產(chǎn)生同頻率的載波信號，EM4100 將卡內的64 位曼徹斯特編碼的身份辨識號碼調制到此載波信號上面，通過(guò)信號的耦合，EM4095 的天線(xiàn)上也產(chǎn)生帶有64 位ID 號碼的調制信號，然后通過(guò)EM4095的解調系統，濾除載波[2][3]，將64 位數據傳送給單片機，由單片機再解碼出其中的ID 號碼。

　　射頻卡內的EM4100 芯片內部有預先存儲的不可改寫(xiě)的64 位數據，當其通過(guò)天線(xiàn)向外輸出時(shí)。

　　全部的64 位數據的開(kāi)頭是由9 個(gè)1 組成的同步頭，由于數據和偶校驗的格式的原因，在后面的數據串中不會(huì )出現9個(gè)1，保證了數據頭的唯一性。同步頭之后是10 組4 位的數據Dxx，前兩組4 位數據是廠(chǎng)商號，后8 組4 位數據是32 位的內碼號。每一組4 位數據后面還跟有一位偶校驗位Px。最后一組4 位數據是對前面10 組數據各例的偶校驗位PCx。最后一位S0 是停止位，停止位恒為0。當傳送卡號時(shí)，這64 位數據通過(guò)載波在天線(xiàn)上首尾相接持續出現。

　　讀卡時(shí)，64 位數據依次以曼徹斯特編碼的格式輸出，調制天線(xiàn)上載波的電流大小，從而讓接收設備識別接收。接收方EM4095 將64 位數據從載波中檢出，然后以一定順序送給單片機，由單片機進(jìn)一步進(jìn)行40 位ID 號的提取。由于信號發(fā)送方EM4100 與接收方EM4095 采用耦合方式傳輸信息，所以，實(shí)際在天線(xiàn)上的調制信號，這樣，在EM4100 的載波上用高電流代表邏輯0，而在EM4095 載波上用低電流代表邏輯0。