奥地利微电子AS3990 UHF RFID读写器开发板使用指南（一）

原文：http://blog.chinaunix.net/uid-10604457-id-3072596.html

1.AS3990 UHF读写器系统简介

    奥地利微电子公司的AS3990 UHF读写器系统支持EPC Gen2协议标准的标签，

开发这套系统的目的是为了展示AS3990 UHF读写器芯片的特征，以及来帮助读写

器硬件设计直至应用软件的开发。

   该系统包含2块集成电路板：UHF板和包含LCD屏的MCU板。在UHF板上主要的

部件有：AS3990 UHF芯片，外部RF功率放大器，环形器，外部VCO以及温补晶

振TCXO。在MCU板上主要的部件有：MSP430单片机，LCD显示屏，以及USB接

口。这2块板通过30针的连接器连接。

    该系统可以独立工作；当USB接口接入PC时，也可以通过图形用户界面软件

(GUI)进行操作。所有支持EPC Gen2协议的强制命令和可选命令均有效。奥地利

电子AS3990评估测试系统将用来演示AS3990(UHF读写器集成电路)的相关功能，

同时提供基于AS3990芯片的信息来进行读写器的设计；

2.物品简介

在收到奥地利电子AS3990评估测试系统包裹时，包裹里包括以下组件如图示：

l AS3990 demo模拟电路板

l AS3990 demo数字电路板

l 电源适配器

l 芯片和patch天线

l SMA至天线的电缆或适配器

l SMA转N型适配器

l CDROM：demo板应用指南

l USB线

l 2张EPC GEN2协议的标签

3.硬件简介

3.1 UHF板硬件简介

如图所示，2个跳线jp1和jp2对于特定操作须正确设置。通过jp1，供电给AS3990

并且可以测量电流大小；jp2是用来使能MCU。Tp1,tp2,tp3是SMA的连接器插槽，

tp1输出的是VCO的信号，tp2输出的是AS3990的输出信号，tp3输出的是接收信号。

这些信号都用来观察系统的参数。但是注意当连接任何线路到敏感的RF走线时，都会

导致现有信号水平的降低。使用外部的VCO会获得更好的传输频谱，TCXO用来获得

精准的传输频率，外部的PA是为了增加发射的功率。

3.2 MCU板硬件简介

MCU板的主要部件有：MSP430单片机，LCD显示屏，USB接口。部件布局图如下：

Reset key开关作用是重置MCU，k4和k5开关作用是设置RF的频率(当k1,k2,k3用于测试时)，

2块板连接通过30针的连接器。在系统启动时按住K1键可使系统进入跳频模式。

4. 应用软件简介

4.1 安装demo软件

通过自带的CDROM来安装，CDROM的目录路径如右图所示：demo软件支持WIN2000,WIN-XP的系统平台。

安装步骤为：

l 硬件驱动安装

通过点击Software->Third party->COM Port driver FTDI CDM 2.04.06安装FTDI USB驱动。

l 应用软件安装

通过点击Software->AS3990 Demonstration SW Setup 103直接安装即可。安装完成后，可在桌面点击AS3990 Application Software即可运行该软件。

4.2 硬件连接

硬件连接步骤为：

l 用50欧姆的同轴电缆连接到读写器上的SMA连接器，同轴电缆的另一端连接带有SMA连接器的Patch天线；

l 用USB线连接读写器和PC。

l 用一个8V(8V~9V)，电流至少600mA的直流电源给系统供电；

4.3 独立工作模式

当硬件连接上电后，读写器将会自动独立工作；在这种工作模式下，读写器会不断搜索天线场区范围内的标签，最多到8张标签(MCU固件决定，不能设置)。当有2张标签置于天线前面板场区中时，LCD显示屏显示的基本数据如下，信息包括：

1) 第一行显示的信息是：

l 选择的频率(selected frequency)：F 867.0[MHz]

l 基准时基选择(Tari selection)：T2

l 调试方式(modulation selection)：M0

l 链路频率(link frequency)：LF 160.0[KHz]

2) 第二行显示的信息是：

l 左边的2个小黑框代表场区内有2张标签，最大到8张标签

l 有边表示(T:02/08)：T即tag标签，02即场区内2张标签，08即最多到8张标签

3) 第三至四行的信息是：

l 标签的PC和EPC的数据信息以16进制的方式显示在第三和第四行中，并且伴随轮询标签的不同，显示的数据会不断变化。

4.4 GUI控制工作模式

4.4.1 主机端口参数设置：

为了使读写器能连接到PC，如上所述USB驱动必须首先装好。在安装了USB驱动程序后，还须设置主机端口的属性。

通过右键点击“我的电脑”->“属性”->“硬件”->“设备管理器”->“端口”->“USB Serial Port”->右键

“属性”->“端口设置”，依次选择115200(波特率115200 bits/s)，8(数据位)，无(无奇偶校验位)，1(1个停止位)，

无(没有流控)。

确保读写器与PC通过USB线相连，同时开启GUI程序AS3990 Application Software.exe，GUI程序能自动侦测读写器系统连接的COM端口；

如果人工选择COM端口异于上述已做设置的端口，请选择与上述设置端口一致的COM端口。

4.4.2 图形用户界面(GUI)简介：

4.4.2.1 主窗口

选项卡 频率选择

逻辑窗 COM端口选择

1) 选项卡的主要功能是：

l EPC：操作标签的EPC数据

l Block Diag.：设置AS3990各个模块的属性

l Find Tags：连续不断的扫描射频场中的标签，以及显示他们各自的EPC的值

l Registers：查看和更改AS3990读写器集成电路中寄存器的值

l RF debug：检测电路板，天线以及环境的参数属性

l Protocol Debug：协议调试

l Test：从主机到读写器发送命令

2）逻辑窗的主要功能是：

逻辑窗用来显示所有发送和接收数据的信息，这些信息存储在rfid-reader.log中，能用text editor和Notepad打开并查看。

主机请求 单片机响应

3）频率选择的主要功能是：

频率选择区域的右边有4个按钮，如图示：允许用户选择可操作的频率。左边的2个按钮功能是以步进为100kHz改变频率，

而右边2个按钮以步进2MHz改变频率。即左边是细调，右边是粗调。

其他控制参数功能是：

l AGC：自动增益控制设置

l AGL：自动增益水平设置

l Link：链路频率设置

l Coding：调制方式设置

l Auto Power 0：通过MCU自动控制RF的功率，当使能这个按钮时，MCU会在不需要时自动关掉RF功率(例如，不需要功率输出时)

l Enble：当Auto Power 0关闭时，该复选框为手动打开或关闭RF功率

注意到此软件已设计好通过控制MCU，关闭RF功率来节省功耗。当RF功率关闭时，功耗下降到只有正常输出时的20%。

4.4.2.2 EPC选项卡

1) 开始轮询(Begin Around)

当该选项卡被选择且只有开始轮询(Begin Around)使能时，点击右下方的执行命令(Execute)就可以开始轮询标签，反馈的结果在

No of tags的区域给出标签的数量。如果找到标签，即能选择读(Read)或者写(Write)标签的动作。请注意必须先执行(Execute)

开始轮询(Begin Around)的命令,才能执行其他的命令。此时可以有更进一步的选择来定义一个掩码(mask)，此掩码可以做出

标签预选。当掩码被设定，标签会把自身的EPC值与这些字符做对比，如果匹配，则会返回此标签的EPC的值。

定义的EPC字符越多，可选的掩码就越多。

EPC标签选项卡如图示：

从这个方面来讲，掩码是一个输入量，想要输入更多的字符则对标签的选择限制会更多

例如：

A标签的EPC是：3000112233445566778899AABBCC

B标签的EPC是：3000111133445566778899AABBCC

如果定义掩码为300011，则2张标签的数据会返回；

如果定义掩码为30001122，则只有A标签有数据返回，B标签被屏蔽了。

请注意，掩码区域只允许输入16进制字符(0~9,A~F)。

2) 读标签流程(Read)

如果想要读一张特定的标签，需要选择其EPC码或者设置恰当的掩码，遵循以下三个步骤可以完成：

l 选中EPC开始轮询，如图示：

l 在命令窗口中选择读命令，如图示：

l 此时在靠近EPC区域的下拉框中可以选择想要读取的标签，这种选择将会为已选的标签定义一个掩码，此掩码会包括所有的EPC的字符(通常是28个16进制字符)；如图示：

这一步可以输入存储体(Bank number)为1,1代表存储体为EPC；字首地址(Block number)为1，即表示从第一个字开始读数据；字长度(Number of blocks)为1,即表示字长为1个字。1个字即为2个字节，2个字节为16个位；而每个16进制字符为4位，故16个位的长度则返回4个16进制字符，即3000