无线识别装置中无源式应答器的设计
出高电平时控制振荡电路开始工作，并向应答器辐射能量；当555输出低电平时振荡电路停止工作而2272芯片开始工作，对发来的信号进行解码并显示。
555时钟单元采用LM555芯片，LM555是美国国家半导体公司的时基电路，是使用极为广泛的的一种通用集成电路。LM555功能强大、使用灵活、适用范围广，可用来产生时间延迟和多种脉冲信号，别广泛用于各种电子产品中。 LM555引脚图及各引脚说明见图4.3和表4.1。
图4.3 LM555引脚图
Fig.4.3 Figure-pin of LM555
表4.1 LM555各引脚说明
Tab.4.1 The description of pin of LM555
编号 1 2 3 4 5 名称 GND TRIGGER OUTPUT RESET CONTROL VOLTAGE 说 明 地线 触发 输出 复位 控制电压 阈值 放电 电源 6 7 8
THRESHOLD DISCHARGE V+ LM555时基电路内部由分压器、比较器、触发器、输出管和放电管组成，如图4.11所示，是模拟电路和数字电路的混合体。其中6脚为阈值阀，是比较器的输入；2脚为触发器，是下比较器的输入；3脚为输出端，有0和1两种状态，它的状态由输入端所加电平决定；7脚为放电端放电端，是内部放电管的输出，它有悬空和接地两种状态，也是由输出端的状态决定；4脚为复位端，低电平时可使输出端为低电平；5脚为控制电压端，可以用它改变上下触发电平值；8脚为电源，1脚为地。
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图4.4 LM555时基电路内部结构图
Fig.4.4 The internal structure of the clock circuit of LM555
LM555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以VCC表示；从图4.4内部结构图上可以看出，上比较器A1的5脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2VCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在VCC/3上。
在这个图中1脚为地；2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。当触发器接收到上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；当触发器接受下比较器A1从S脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出高电平；2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1VCC/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2VCC/3，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1VCC/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压VCC，输出电流最大可达200mA。4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。5脚是控制端。7脚是放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。
一般可以把LM555电路等效成一个大放电开关的R-S触发器，如图4.5所示。这个特殊的触发器有两个输入端：阈值端（TH）可以看成是置零端R，要求高电平；触发端（TR）可以看成是置位端S，低电平有效。它只有一个输出端OUT，OUT可等小城触发器的Q端。放电端（DIS）可以看成有内部放电开关控制的一个接点，放电开关由触发器的反Q端控制：反Q=1是DIS端接地；反Q=0时DIS端悬空。此外这个触发器还有复位端R，控制电压端CV，电源端VCC和接地端GND。
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R 4 8 VCCTH TH 6 R Q 3 OUT R TH 1 0 * * TR OUT DIS 接地 保持 开路 接地 TR 2 S Q 7 DIS 1 0 1 1 0 * 0 Qn 1 0 5 1 CV GND 图4.5 LM555等效为R-S触发器 Fig.4.5 LM555 equivalent to R-S Trigger
图4.6就是本阅读器的时钟单元，其中555，R1，C3，R2组成了周期为3秒左右，占空比为5/6的时钟电路，3脚与有源晶振和继电器相连，用9014的导通与截止来控制晶振的工作与否，而继电器是控制耦合线圈与检波电路的通断。具体来讲就是当555输出为‘1’时，9014导通，有源晶振模块开始工作，继电器控制的耦合线圈与检波电路的断开；当555输出为‘0’时，有源晶振模块停止工作，而由继电器控制的耦合线圈与检波电路的连接，从而使PT2272模块开始工作。
图4.6 LM555时钟单元
Fig.4.6 The structure of the clock circuit of LM555
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这里需要指出，之所以采用这样的控制方式是因为当应答器向阅读器发射编码信号时的输出功率太小，如果阅读器正在向外辐射能量，那么阅读器就无法接收到应答器的信号，所以阅读器一定要间歇的向应答器辐射能量，以保证阅读器能够接收到应答器发射来的编码信号。在本设计中，555输出的时钟占空比为5/6，既使555大多数时间都输出高电平，既有效信号，因为周期是3秒，采用这样的占空比可以让晶振电路工作2.5秒，停止0.5秒，这样阅读器就可以有0.5秒的时间来接收应答器发来的编码信号了。
4.3 无源式应答器电路设计
无源式应答器包括有源晶振单元、无源式应答器的电源单元和2262编码单元三部分，这些单元电路设计将会在下面的小节当中逐一介绍。
4.3.1无源式应答器的电源单元
如图4.7是应答器的电源单元，D6～D9组成了桥整流，C1为整个应答器储存能量，图中L1就是应答器的耦合线圈。
图4.7 无源式应答器电源单元 Fig.4.7 Power unit of the passive transponder
4.3.2 PT2262编码单元及PT2272解码单元
在本设计中PT2262和PT2272是实现无线识别装置中“识别”的重要的两个芯片，PT2262用在无源式应答器当中，用来读取拨码开关值并对其进行编码，而PT2272用在阅读器部分，是对无源式应答器发送来的编码信号进行解码并在发光二极管上显示，显示结果与拨码开关值相同则实现了识别的功能。虽然PT2272与无源式应答器的电路设计无关但考虑到两个芯片关系密切，而且是本系统中的重要组成部分，所以在此一并介绍。
PT2262/2272芯片是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码芯片，是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码。
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PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平。
PT2262特点：
1、CMOS工艺制造，低功耗 2、外部元器件少 3、RC振荡电阻
4、工作电压范围宽：2.6-15V 5、数据最多可达6位 6、地址码最多可达531441种
PT2262编码芯片引脚图如图4.8所示；各引脚功能如表4.2所示。
图4.8 PT2262引脚图 Fig.4.8 Figure-pin of PT2262
表4.2 PT2262各引脚功能 Tab.4.2 Function of pin of PT2262
名称 A0-A11 D0-D5 Vcc Vss TE
管脚 1-8、10-13 7-8、10-13 18 9 14 说 明 地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f” .01(悬空), 数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉 电源正端（＋） 电源负端（－） 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效； 15