EM和中文數(shù)據(jù)手冊

1、512位讀/寫多用途非接觸式識別裝置譯者：杭州電子科技大學(xué) 楊四郎 QQ1041682343 2013 /04 /07 概述EM4205/4305是CMOS集成電路，主要用于電子射頻讀寫應(yīng)答器，它適用于低代價(jià)的動(dòng)物標(biāo)簽應(yīng)用的解決方案。這款芯片的通信協(xié)議與EM4469/4569系列兼容。EM4205與EM4305最主要的區(qū)別如下：EM4305為兩個(gè)線圈輸入增大了凸起的焊盤，EM4305的這個(gè)加大的凸起焊盤用于直接與天線相連，從而避免了需要使用一個(gè)模塊。EM4305提供了一個(gè)330p的諧振電容。這款芯片通過外部線圈與內(nèi)部集成電容一起組成的諧振電路，從連續(xù)的125kHz磁場中獲取能量啟動(dòng)。芯片從內(nèi)部

2、的EEPROM中讀出數(shù)據(jù)，并通過與線圈并聯(lián)的負(fù)載電阻的開斷產(chǎn)生深幅調(diào)制，將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。通過對125kHz磁場的幅度調(diào)制，可以執(zhí)行各種命令并更新EEPROM中的數(shù)據(jù)。EM4205/4305支持雙相編碼和曼徹斯特編碼。EM4205/4305的運(yùn)行模式儲(chǔ)存在EEPROM的配置字中。通過設(shè)置保護(hù)位，所有的EEPROM字都可以被寫保護(hù)。這款芯片包含了工廠編程的32位唯一識別碼（UID）。特點(diǎn)16個(gè)32位的數(shù)據(jù)塊組成512位EEPROM32位的唯一識別碼（UID）32位的密碼讀寫保護(hù)ISO11784/11785標(biāo)準(zhǔn)兼容可以將EEPROM鎖定于只讀狀態(tài)兩種數(shù)據(jù)編碼方式：曼徹斯特和雙相多種數(shù)據(jù)率：8,16,

3、32,64個(gè)RF時(shí)鐘讀卡器（reader）先發(fā)話特點(diǎn)通信協(xié)議與EM4469/4569系列兼容100到150kHz的頻率范圍芯片自帶整流器和限壓器無需提供外部電容40到+80的溫度范圍非常低的功耗增大的焊點(diǎn)（200m×400m）直接連接線圈（EM4305）EM4205：2個(gè)諧振電容210pF或250pF可掩膜選擇，諧振電容可以做到工廠級，容忍3%的精度誤差 EM4305：3個(gè)諧振電容210pF、250pF或330pF可掩膜選擇應(yīng)用 根據(jù)ISO FDX-B 用于動(dòng)物識別 鴿子的比賽標(biāo)準(zhǔn) 廢料管理標(biāo)準(zhǔn) 門禁控制 工業(yè)典型的運(yùn)行配置 圖1絕對最大額定值Vss=0V 表1超出上述所列的最大額定

4、值將會(huì)導(dǎo)致器件永久性的損壞，超出特定的工作條件可能會(huì)影響器件的可靠性或?qū)е鹿收?。?yīng)該注意電路暴露在陽光下的情況。該電路的電氣參數(shù)和功能將會(huì)隨著陽光強(qiáng)度而改變，功能得不到保證。操作程序該芯片內(nèi)置保護(hù)措施，防止高靜電電壓和電場。然而，盡管該器件由此獨(dú)特的性質(zhì)，必須要和其他CMOS器件一樣有抗靜電措施。除非另有說明，要不然只有所有終端電壓都在供電電壓范圍內(nèi)才能正確運(yùn)行。運(yùn)行條件Vss=0V 表2 注意：最大電壓值是在Coil1Coil2上電流為10mA時(shí)決定的電氣特性 表3Note1：諧振電容的微調(diào)只對于EM4205，在沒有微調(diào)諧振電容的情況下，其與EM4305有相同的容差范圍。Note2：統(tǒng)計(jì)顯示

5、一個(gè)晶片內(nèi)電容變化為±3%。Note3：330pF諧振電容只有EM4305才有效。Note4：基于150，1000小時(shí)。時(shí)序特性VDD=2V, VSS=0V, fCOIL1=125kHz方波，VCOIL1=4Vpp，Top=25，數(shù)據(jù)率fRF /32，雙相編碼，除非其它特定情況 表4數(shù)據(jù)解壓器時(shí)序（tMONO） 圖2收發(fā)器磁場幅度被調(diào)制（field stop）傳送數(shù)據(jù)到EM4205/4305，數(shù)據(jù)解壓器檢測到天線端信號存在的時(shí)間周期長過TMONO。請注意，磁場停止時(shí)間必須要TMONO。在上圖中，當(dāng)調(diào)制器關(guān)斷時(shí)，磁場是停止的。第二個(gè)信號是內(nèi)部時(shí)鐘信號，它一直被解壓至邏輯模塊，直到線圈C

6、OIL1COIL2之間的信號低于1Vpp。第三個(gè)信號是時(shí)序，向芯片的邏輯模塊表明檢測到了一個(gè)停止場。停止場檢測時(shí)間至少是在線圈電壓解壓出最后一個(gè)時(shí)鐘之后的TMONO時(shí)間內(nèi)。收發(fā)器磁場停止長度取決于應(yīng)答器的品質(zhì)因數(shù)Q。第一個(gè)停止場時(shí)間必須較長（1822RF），因?yàn)樗赡馨l(fā)生在芯片的調(diào)制器關(guān)斷的時(shí)候。上電初始化（tPU） 圖3當(dāng)供電電壓上升到上電復(fù)位（POR）門檻電壓后，邏輯模塊讀配置字，接著進(jìn)入默認(rèn)讀模式，tPU是指收發(fā)器產(chǎn)生磁場到默認(rèn)讀模式開始的時(shí)間。組成框圖功能描述該IC是通過內(nèi)部集成的整流器來供電，當(dāng)它被放置在磁場中時(shí)，內(nèi)部直流電壓開始上升。只要供電電壓比上電復(fù)位門檻電壓低，該電路就處于復(fù)

7、位模式以防止不可信的操作。在這種模式下，調(diào)制器是關(guān)閉的。當(dāng)供電電壓超過門檻電壓，該電路就會(huì)讀取配置字，然后根據(jù)讀取的配置字進(jìn)入默認(rèn)讀狀態(tài)。在配置字讀出期間，調(diào)制器也是關(guān)閉的。當(dāng)該IC運(yùn)行在默認(rèn)讀模式，它會(huì)檢查線圈信號以檢測可能來自讀卡器（reader）的命令。在讀卡器磁場停止時(shí)間超過TMONO的情況下，它會(huì)打斷默認(rèn)讀模式，并且期待讀卡器給它發(fā)送命令。如果檢測到一個(gè)有效的命令模式，那么該命令會(huì)被執(zhí)行。執(zhí)行完命令后，芯片又進(jìn)入默認(rèn)讀模式。模塊描述供電模塊該模塊集成了一個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器，從附帶的射頻場中提取直流電壓。同時(shí)它也是一個(gè)限幅器，可將線圈端電壓鉗住，以避免在強(qiáng)磁場中芯片被損壞。上電復(fù)位（P

8、OR）當(dāng)接有線圈的EM4205/4305放到電磁場中，內(nèi)部的AC/DC轉(zhuǎn)換器就會(huì)給芯片提供電壓。DC電壓被檢測到并產(chǎn)生一個(gè)信號將邏輯模塊復(fù)位。提供上電復(fù)位也可以確保芯片將會(huì)處理正確的數(shù)據(jù)。提供延時(shí)是為了避免在限制電平下不合宜的操作。時(shí)鐘解壓器時(shí)鐘解壓器產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘，其頻率和射頻磁場的頻率相適應(yīng)（fRF），時(shí)序發(fā)生器利用系統(tǒng)時(shí)鐘來產(chǎn)生所以內(nèi)部時(shí)序。數(shù)據(jù)解壓器收發(fā)器（讀卡器）產(chǎn)生磁場，其幅度被調(diào)制來發(fā)送數(shù)據(jù)給EM4205/4305，數(shù)據(jù)解壓器可以探測到解壓時(shí)鐘的存在時(shí)間長過TMONO。調(diào)制器數(shù)據(jù)調(diào)制器是由邏輯模塊驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)調(diào)制器打開（ON），它將消耗線圈兩端大的電流，這樣幅度就調(diào)制了射頻磁場。邏輯

9、模塊邏輯模塊由多個(gè)子模塊組成，下面對其一一描述?？刂破骺刂破骺刂艻C的狀態(tài)，其主要狀態(tài)是：關(guān)電狀態(tài)（供電低于POR），上電初始化，默認(rèn)讀模式，命令處理。配置寄存器上電時(shí)，當(dāng)供電電壓高于POR門檻值，EEPROM里面配置字的內(nèi)容會(huì)發(fā)送到配置寄存器，并由此決定IC的默認(rèn)運(yùn)行模式。時(shí)序發(fā)生器時(shí)序發(fā)生器從時(shí)鐘解壓器獲得時(shí)鐘信號，產(chǎn)生數(shù)率時(shí)鐘和其它模塊工作所需的的時(shí)序信號。數(shù)率是由存儲(chǔ)在配置字中的n值來決定的。編碼器編碼器在一系列NRZ數(shù)據(jù)發(fā)送調(diào)制器之前將其編碼。有兩種編碼方式可選：曼徹斯特編碼和雙相編碼。命令解碼器命令解壓器檢測數(shù)據(jù)解壓器的輸出，當(dāng)檢測到一個(gè)停止場（field stop），它使控制器進(jìn)

10、入命令處理狀態(tài)并且對流入的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。EEPROM組成512位的EEPROM由16字組成，每字32位。EEPROM字的編碼是0 15。每個(gè)字里面的位的編碼是031。通常采用低位在前的原則。word0是工廠編寫的內(nèi)容，包括：芯片類型，諧振電容版本，客戶碼，或者它也可以被用戶重新寫入其它數(shù)據(jù)。由于這個(gè)字不是默認(rèn)信息的一部分，所以它可以用于存儲(chǔ)一些有用信息，這些信息只能被讀字命令來訪問。word1包括IC工廠寫入的唯一識別碼（UID），它只能被讀命令訪問。word2是32位密碼。密碼只能在成功登入命令之后被修改。word3是用戶自由字，類似word0，可以存儲(chǔ)用戶特定信息。word4是配置字，決定

11、IC運(yùn)行模式和選擇。word5word13是用戶自由字（共288位），它們可以作為默認(rèn)信息的一部分。word14word15是用來保護(hù)word0word13不被寫命令改變。字類型RA ：只能讀RW ：可讀可寫WO ：只寫RP ：只能用讀和保護(hù)命令Word 0的組成word0是工廠寫入的以下信息： 芯片類型：固定的4位數(shù)字表明芯片家族中兼容的型號。 內(nèi)置電容值：210pF，250pF，或者330pF 10位客戶碼word0可以被用戶重新寫入。芯片類型word0的位ct1到ct4表明芯片家族中兼容的型號。諧振電容位ct5到ct6表明諧振電容值?？蛻舸a位ct9到ct18用作客戶碼。默認(rèn)的客戶碼是1000000000（十六進(jìn)制即0x200），最左位是ct18。位ct0，ct7和ct9到ct31保留作將來用，初始設(shè)置為0。Word 1：唯一識別碼word1是工廠寫入32位的唯一識別碼Word 2：密碼在登入命令期間，必須將32位密碼發(fā)送給EM4205/4305，以使能密碼保護(hù)操作。密碼不能用讀命令讀出。Word 4：配置字配置字用來決定器件運(yùn)行模式和選擇，例如：編碼方式、延遲時(shí)間、登錄保護(hù)。co0co5： 數(shù)據(jù)率位co0到co5決定了數(shù)據(jù)率，EM4205/4305用該數(shù)據(jù)率發(fā)送數(shù)據(jù)到讀卡器（在只讀模式下）。數(shù)據(jù)率對兩種數(shù)據(jù)編碼方式都有效：雙