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摘要： 分析研究基于ARM微处理器和射频识别（RFID）技术的嵌入式系统。详细分析介绍射频识别模块和其核心芯片MFRCS00的结构，以及ARM的核心芯片LPC2200的结构和特点，并分析设计RFID和ARM的相关接口电路。
关键词： 射频识别技术；ARM微处理器 ；EasyARM2200；MFRCSO0
中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）06200110－01
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。尤其是作为32位微处理器的主流产品之一的ARM 微处理器，与其他微处理器相比，ARM微处理器具有功耗低、速度快、性能高、寻址范围大等特点。同时，无线射频识别技术 RFID是利用射频方式进行非接触双向通信，以此来自动识别目标对象并获取相关数据。基于 ARM微处理器和射频识别（RFID）技术的嵌入式系统将有非常广阔的应用前景。
1 本嵌入式系统的整体结构设计
嵌入式系统的整体结构示意图如图1所示，主要由一个计算机服务系统、EasyARM2200开发板、射频识别模块JMY-502、模块天线TX-500、以及RFID卡片组成。以下将对本嵌入式系统的相应模块进行详细介绍分析。
图1嵌入式系统的整体结构
图2EasyARM2200开发板功能框图
1.1 EasyARM2200核心芯片
EasyARM2200开发板是一款功能强大的32位ARM单片机开发板，其结构示意图如图2所示。该开发板有总线开放的单片机LPC2200，具有JTAG调试、RTLS019AS网卡芯片、74HC595芯片以及RS232转换电路，同时具有与上位机进行通讯以及打印机接口，可实现SPI接口数据的发送与接收。本系统使用了LPC2200、mG调试和RS232转换电路以及RTL8019AS网卡芯片。其中，LPC2200的结构示意图如图3所示，主要包含一个支持仿真的ARM7TDMI。SCPU、与片内存储器控制器接口的ARM7局部总线、与中断控制器接口的AMBA高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的VI_SI外设总线。LPC2200将ARM7TDMI-S配置为小端字节顺序。LPC2200是可加密的具有外部存储器接口的ARM芯片、具有零等待128／256K字节的片内nASH、16K字节的SRAM。
1.2 RFID识别模块
RFID系统的工作原理如下：阅读器将要发送的信息，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。
图3LPC2200的结构示意图
图4MFRC500的管脚
在本系统中，采用PHILIPS公司的JMY-502射频读写模块。此模块内嵌MFRC500射频芯片，芯片的管脚结构示意图如图4所示，相应电路结构如图5所示。该RFID识别模块利用了先进的调制和解调概念，并完全集成了13.56MHz的所有类型的被动非接触式通信方式和协议；MFRC500支持IS014443A所有的层；内部的发送器部分不需增加有源电路就能够直接驱动近距离操作。
图5MFRC500的基本电路设计
图6RFID和 ARM 的接口电路图
图2RFID和ARM的接口电路设计为了能正确的读取RFID标签的数据，首先要对RFID和ARM的接口电路进行设计，接口电路结构示意图如图6所示。
图6所示接口电路中，RFID识别模块JMY-502有七个引脚，分别是天线发射-l端TX1、天线发射-2端TX2、天线接收引脚RX、串口的发送接口TXD、串口的接收引脚RXD、漏极的开路输出ICC、串行端口选择端SPS。其中ICC接EasyARM2200开发板的Po.2口，SPS接PO.5口，JMY-5o2的TXD和RXD接开发板的串口UART0，开发板的串口UART1接计算机。
参考文献：
[1]周立功，ARM微控制器基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003：39-56．
[2]KlausFinkenzeHer，射频识别（RFID）技术[M].北京：电子工业出版社，2002：95-106．
关键词： 射频识别技术；ARM微处理器 ；EasyARM2200；MFRCSO0
中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）06200110－01
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。尤其是作为32位微处理器的主流产品之一的ARM 微处理器，与其他微处理器相比，ARM微处理器具有功耗低、速度快、性能高、寻址范围大等特点。同时，无线射频识别技术 RFID是利用射频方式进行非接触双向通信，以此来自动识别目标对象并获取相关数据。基于 ARM微处理器和射频识别（RFID）技术的嵌入式系统将有非常广阔的应用前景。
1 本嵌入式系统的整体结构设计
嵌入式系统的整体结构示意图如图1所示，主要由一个计算机服务系统、EasyARM2200开发板、射频识别模块JMY-502、模块天线TX-500、以及RFID卡片组成。以下将对本嵌入式系统的相应模块进行详细介绍分析。
图1嵌入式系统的整体结构
图2EasyARM2200开发板功能框图
1.1 EasyARM2200核心芯片
EasyARM2200开发板是一款功能强大的32位ARM单片机开发板，其结构示意图如图2所示。该开发板有总线开放的单片机LPC2200，具有JTAG调试、RTLS019AS网卡芯片、74HC595芯片以及RS232转换电路，同时具有与上位机进行通讯以及打印机接口，可实现SPI接口数据的发送与接收。本系统使用了LPC2200、mG调试和RS232转换电路以及RTL8019AS网卡芯片。其中，LPC2200的结构示意图如图3所示，主要包含一个支持仿真的ARM7TDMI。SCPU、与片内存储器控制器接口的ARM7局部总线、与中断控制器接口的AMBA高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的VI_SI外设总线。LPC2200将ARM7TDMI-S配置为小端字节顺序。LPC2200是可加密的具有外部存储器接口的ARM芯片、具有零等待128／256K字节的片内nASH、16K字节的SRAM。
1.2 RFID识别模块
RFID系统的工作原理如下：阅读器将要发送的信息，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。
图3LPC2200的结构示意图
图4MFRC500的管脚
在本系统中，采用PHILIPS公司的JMY-502射频读写模块。此模块内嵌MFRC500射频芯片，芯片的管脚结构示意图如图4所示，相应电路结构如图5所示。该RFID识别模块利用了先进的调制和解调概念，并完全集成了13.56MHz的所有类型的被动非接触式通信方式和协议；MFRC500支持IS014443A所有的层；内部的发送器部分不需增加有源电路就能够直接驱动近距离操作。
图5MFRC500的基本电路设计
图6RFID和 ARM 的接口电路图
图2RFID和ARM的接口电路设计为了能正确的读取RFID标签的数据，首先要对RFID和ARM的接口电路进行设计，接口电路结构示意图如图6所示。
图6所示接口电路中，RFID识别模块JMY-502有七个引脚，分别是天线发射-l端TX1、天线发射-2端TX2、天线接收引脚RX、串口的发送接口TXD、串口的接收引脚RXD、漏极的开路输出ICC、串行端口选择端SPS。其中ICC接EasyARM2200开发板的Po.2口，SPS接PO.5口，JMY-5o2的TXD和RXD接开发板的串口UART0，开发板的串口UART1接计算机。
参考文献：
[1]周立功，ARM微控制器基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003：39-56．
[2]KlausFinkenzeHer，射频识别（RFID）技术[M].北京：电子工业出版社，2002：95-106．