原标题：基于射频识别读写器芯片实现非接触式IC识别器的设计

基于P89LPC932微控制器+射频识别读写器芯片MF RC632+实时时钟芯片PCF8563+AT45DB021实现非接触式IC识别器的设计方案

引言

非接触式IC识别器作为现代自动识别技术的重要组成部分，广泛应用于门禁系统、公共交通、供应链管理等多个领域。本文详细介绍了一种基于P89LPC932微控制器、射频识别读写器芯片MF RC632、实时时钟芯片PCF8563及AT45DB021存储器的非接触式IC识别器的设计方案。该方案充分利用了各芯片的功能特点，实现了高效、稳定、安全的非接触式IC卡识别与数据处理。

一、系统概述

本系统采用P89LPC932作为核心控制单元，结合MF RC632射频识别读写器芯片、PCF8563实时时钟芯片及AT45DB021存储器，构建了一个高性能的非接触式IC识别器。系统具有读写速度快、识别准确率高、防监听、防解密能力强等优点，适用于多种自动识别场景。

二、主控芯片型号及作用

2.1 P89LPC932微控制器

型号说明：
P89LPC932是飞利浦公司生产的一款高性能、低功耗的单片封装微控制器，属于高速51系列产品。该芯片集成了丰富的系统级功能，适合要求高集成度、低成本的场合。

在设计中的作用：

1. 核心控制：作为整个系统的控制核心，P89LPC932负责协调各模块的工作，执行指令集，处理数据交互。

2. 指令执行：其高性能的处理器结构使得指令执行时间仅需2～4个时钟周期，远快于标准80C51器件，提高了系统的整体运行效率。

3. 电源管理：通过软件控制，P89LPC932能够有效地管理各模块的供电，降低系统功耗，提高电源使用效率。

4. I/O资源管理：利用P89LPC932丰富的I/O资源，可以方便地连接各种外设，如射频识别模块、实时时钟模块、存储模块等。

2.2 MF RC632射频识别读写器芯片

型号说明：
MF RC632是飞利浦公司推出的高集成度非接触通讯读卡IC，适用于工作频率为13.56MHz的非接触式智能卡和标签，支持ISO1443和ISO15693等多种非接触式标准。

在设计中的作用：

1. 射频识别：MF RC632通过改变射频信号的振幅，实现对RFID智能卡、标识和标签的识别与读写。其特别的调制解调概念，使系统能够灵活应对不同应用场景。

2. 数据交互：该芯片提供的并行接口可直接连接到P89LPC932等8位微处理器，实现高效的数据传输。同时，SPI总线接口也为I/O资源有限的设计提供了有效解决方案。

3. 兼容性：MF RC632的设计与飞利浦现有的读取IC管脚到管脚兼容，便于系统集成与升级。

2.3 PCF8563实时时钟芯片

型号说明：
PCF8563是一款低功耗、可编程的CMOS实时时钟/日历芯片，具有时钟输出、中断输出和低电压检测功能。所有地址和数据均通过串行I2C总线传输，最高速率可达400kbps。

在设计中的作用：

1. 时间基准：为系统提供准确的时间基准，确保数据记录与处理的时效性。

2. 时间管理：通过编程，PCF8563可实现定时唤醒、定时中断等功能，提高系统的自动化水平。

3. 低功耗：低功耗设计使得PCF8563在电池供电的应用场景中表现出色，延长了系统的使用寿命。

2.4 AT45DB021存储器

型号说明：
AT45DB021是一款高性能的Flash存储器，具有大容量、高速度、低功耗等特点。它广泛应用于嵌入式系统中，用于存储系统设置、用户数据等。

在设计中的作用：

1. 数据存储：作为系统的数据存储单元，AT45DB021负责存储系统设置、用户数据、历史记录等信息。

2. 数据保护：Flash存储器的特性使得数据在断电后不会丢失，保证了数据的持久性和安全性。

3. 快速访问：高速度的数据访问能力使得系统能够迅速响应数据处理需求，提高用户体验。

三、系统硬件设计

3.1 系统架构

系统主要由P89LPC932微控制器、MF RC632射频识别读写器芯片、PCF8563实时时钟芯片、AT45DB021存储器以及必要的电源管理、接口电路等部分组成。各芯片通过适当的接口电路连接到P89LPC932微控制器，形成一个完整的硬件系统。

3.2 接口电路设计

• MF RC632接口电路：MF RC632通过并行接口或SPI接口与P89LPC932连接。在本设计中，为了简化电路设计和提高数据传输效率，选择并行接口方式。需要设计适当的电平转换和缓冲电路，以确保信号的完整性和稳定性。

• PCF8563接口电路：PCF8563通过I2C总线与P89LPC932通信。I2C总线接口电路简单，只需连接SCL（时钟线）、SDA（数据线）以及电源和地线即可。在电路设计时，需注意I2C总线的上拉电阻和总线电容的选取，以确保通信的稳定性和可靠性。

• AT45DB021接口电路：AT45DB021同样通过SPI接口与P89LPC932连接。SPI接口电路包括MISO（主设备输入/从设备输出）、MOSI（主设备输出/从设备输入）、SCK（时钟信号）以及CS（片选信号）等信号线。需要设计合适的电平转换和驱动电路，以匹配P89LPC932的SPI接口要求。

3.3 电源管理

系统采用适当的电源管理方案，以确保各芯片在稳定的工作电压下运行。P89LPC932、MF RC632、PCF8563和AT45DB021等芯片的工作电压范围可能有所不同，因此需要设计适当的电压转换和稳压电路。同时，考虑到系统的低功耗要求，可以设计电源休眠和唤醒机制，以在不需要时关闭部分电路的供电，从而降低系统功耗。

四、系统软件设计

4.1 软件架构

系统软件采用模块化设计思想，将系统划分为多个功能模块，包括射频识别模块、实时时钟模块、数据存储模块以及主控制模块等。每个模块负责完成特定的功能，并通过接口函数与主控制模块进行交互。

4.2 射频识别模块

射频识别模块负责控制MF RC632芯片进行RFID卡的读写操作。该模块需要实现RFID卡的检测、认证、数据读写等功能。在软件设计时，需要编写相应的驱动程序和数据处理算法，以确保RFID卡的正确识别和数据的准确读写。

4.3 实时时钟模块

实时时钟模块负责管理PCF8563芯片的时间信息。该模块需要实现时间的读取、设置、校准以及定时中断等功能。在软件设计时，需要编写相应的I2C通信程序和时间管理算法，以确保系统时间的准确性和实时性。

4.4 数据存储模块

数据存储模块负责控制AT45DB021芯片进行数据的存储和读取操作。该模块需要实现数据的写入、读取、删除以及数据完整性校验等功能。在软件设计时，需要编写相应的SPI通信程序和文件管理系统算法，以确保数据的可靠存储和高效访问。

4.5 主控制模块

主控制模块是整个软件系统的核心，负责协调各功能模块的工作。该模块需要实现系统的初始化、任务调度、异常处理以及用户交互等功能。在软件设计时，需要编写清晰的控制流程和逻辑判断语句，以确保系统能够按照预定的方式运行并响应用户的操作。

五、系统测试与优化

在系统开发完成后，需要进行全面的测试以验证系统的功能和性能是否满足设计要求。测试内容包括射频识别准确性、实时时钟精度、数据存储可靠性以及系统整体稳定性等方面。根据测试结果，对系统进行必要的优化和调整，以提高系统的性能和可靠性。

六、结论

本文详细介绍了一种基于P89LPC932微控制器、MF RC632射频识别读写器芯片、PCF8563实时时钟芯片和AT45DB021存储器的非接触式IC识别器的设计方案。该方案充分利用了各芯片的功能特点，实现了高效、稳定、安全的非接触式IC卡识别与数据处理。通过合理的硬件设计和软件编程，系统能够满足多种自动识别场景的需求，并具备较高的实用价值和推广前景。