M24LR64是一款內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)I2C串口的EEPROM存儲(chǔ)器，可與大多數(shù)微控制器或ASIC芯片通信。此外，還提供一個(gè)ISO15693標(biāo)準(zhǔn)的RF（射頻）接口，可與RFID閱讀器進(jìn)行無線通信。下面粵嵌嵌入式培訓(xùn)機(jī)構(gòu)帶你了解一下M24LR64的大容量無源RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)。

　　ISO15693是一種無源RFID標(biāo)準(zhǔn)，能同時(shí)從RF系統(tǒng)獲取電能和數(shù)據(jù)。在RF模式下，讀寫M24LR64不需要電源，從而節(jié)省板上電源，輕松、便捷地?zé)o線存取電子產(chǎn)品參數(shù)。

　　大容量RFID標(biāo)簽電路設(shè)計(jì)。M24LR64是意法半導(dǎo)體公司推出的一款新型無線存儲(chǔ)器芯片，其內(nèi)部具有口令保護(hù)的64 Kb EEPROM，支持工作頻率為13.56 MHz，符合ISO／IEC 15693協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的無線通信接口數(shù)據(jù)，傳輸頻率為400kHz，符合I2C串行總線標(biāo)準(zhǔn)的有線通信接口。由于該芯片價(jià)格比較昂貴，應(yīng)根據(jù)不同的需求選擇標(biāo)簽存儲(chǔ)容量；根據(jù)項(xiàng)目需要，本文設(shè)計(jì)了采用3個(gè)M24LR64芯片的標(biāo)簽，即實(shí)現(xiàn)了24KB的大存儲(chǔ)容量標(biāo)簽。另外對(duì)三個(gè)芯片采用并聯(lián)方式，從而實(shí)現(xiàn)三個(gè)芯片共用一條I2C總線和一根天線，減少標(biāo)簽的成本和功耗。

　　天線研究與設(shè)計(jì)。M24LR64在進(jìn)行無線方式的信息讀寫時(shí)，采用頻率為13.56 MHz的高頻(HF)載波進(jìn)行通信。通過電磁耦合，標(biāo)簽利用外部電感天線從嵌入式RFID讀卡器的電磁場(chǎng)中獲取所需電能。其中，Ctun是M24LR64的內(nèi)部調(diào)諧電容，其值為28.5 pF，并聯(lián)電阻Rchip以模擬芯片的電流消耗；天線是一條導(dǎo)線，Rant表示等效電阻，Lant表示天線電感，Cant表示天線寄生電容。由于在一階微分方程式中，Rchip、Cant、Rant可以忽略不計(jì)。因此，M24LR64存儲(chǔ)芯片和天線等效于諧振頻率為13.56 MHz的LC振蕩回路，滿足：其中f=13.56 MHz，Ctun=28．5 pF，可以計(jì)算出一個(gè)M24LR64時(shí)所需天線電感。由于采用3個(gè)M24LR64并聯(lián)，總電容為單個(gè)M24LR64的3倍。求得設(shè)計(jì)標(biāo)簽所需的天線電感：代入數(shù)據(jù)，可得所設(shè)計(jì)標(biāo)簽的理想天線電感Lant=1 611.22 nH。

　　設(shè)計(jì)天線形狀為正方環(huán)形天線。正方環(huán)形天線的電感滿足以下經(jīng)驗(yàn)公式：其中，μ0=4π×10-7H／m，K1=2.34，K2=2.75，dout和din分別表示外徑和內(nèi)徑，N為匝數(shù)。采用Grover算法，計(jì)算所設(shè)計(jì)天線實(shí)際電感Lant'，即：其中，L是每條線段的自感，s是線段數(shù)量為24，M是天線每段之間的互感。可得所設(shè)計(jì)標(biāo)簽天線的電感實(shí)際值：Lant'=1 611.39 nH和理想天線電感Lant=1 611.22 nH誤差：可見誤差極小，精確度極高，可以滿足需求。

　　系統(tǒng)測(cè)試。在上位機(jī)對(duì)嵌入式RFID讀卡器進(jìn)行標(biāo)簽信息讀寫，其中顯示的為每個(gè)M24LR64的標(biāo)識(shí)號(hào)，即UID號(hào)；可以向標(biāo)簽中任意存儲(chǔ)空間寫入數(shù)據(jù)并讀出。由此可見，能夠成功地對(duì)3個(gè)M24LR64進(jìn)行讀寫操作，沒有遮擋物的讀寫距離為6.8 cm，實(shí)現(xiàn)了大容量標(biāo)簽的設(shè)計(jì)。

　　經(jīng)實(shí)際測(cè)試，設(shè)計(jì)的標(biāo)簽?zāi)芘c讀卡器進(jìn)行準(zhǔn)確的無線讀寫，并能通過I2C總線接口連接到微處理器實(shí)現(xiàn)有線通信，具有功耗低、便攜等特點(diǎn)。以上是粵嵌嵌入式培訓(xùn)機(jī)構(gòu)帶你了解M24LR64的大容量無源RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)。