射频芯片TRF796x - ARM与射频芯片TRF796x的SPI通信研究

　　2 射频芯片TRF796x

　　TRF796x是德州仪器(TI)公司生产的射频读写器芯片，是一个13．56 MHz集成模拟前端和数据帧RFID阅读系统。其内部可编程配置，外部控制器可直接访问其内部寄存器来调整读写器的各种参数，该芯片被广泛应用于近距离RFID系统。

　　TRF796x芯片与处理器之间的通信既可以通过8位并行口也可以通过SPI接口。当采用SPI接口时，TRF796x芯片总是以从设备运行。如果内部的硬件编／解码器被使用，TRF796x将启动12个字节的数据缓冲器FIFO来完成数据的传送和接收。有时候为了使处理器(如MCU)能实时的处理数据，TRF796x会旁路掉硬件编／解码器，采用直接传送和接收功能。TRF796x芯片的两种通信模式是相互排斥的，在应用中的某个时刻只能有一种通信方式被使用。表2中列出了TRF796x的通信方式，可以看出，要实现其SPI通信就必须先对引脚I／00～I／O2配置成不同的电平。当芯片被使能工作时就会检测这3个引脚的电平，从而进入相应的通信方式。

 

　　当选择了SPI带SS通信方式，SS信号为高时SPI处于复位状态。只有SS信号为低时，时钟信号才开始工作，串行数据输入(MOSI)在上升沿采样，在下降沿确认生效，当SS信号变为高电平时，通信终止。TRF796x的写操作通信如图2所示。

 

　　TRF796x的单个寄存器读操作包括一个写周期和一个读周期，在写周期过程中，MISO引脚上是无效的数据，其时序与写操作相同，也是上升沿采样，下降沿确认生效。在写周期和读周期之间，需要有半个时钟周期的极性转换时间。注意：对于任何读操作(单个读、连续读)来说，该时钟极性跳变必须被执行，否则不能够读到TRF796x寄存器的正确值。在读周期过程中，数据在下降沿采样，上升沿时确认生效，而MOSI引脚不应该有任何的跳变，就是说要始终保持高电平或低电平(即0x00或0xFF)。图3是TRF796x的读操作时序。

 

　　3 ARM与TRF796x通信的实现

　　S3C2440A的SPI接口传输方式有查询、中断、DMA三种，由于TRF796x有专门的IRQ中断引脚，所以本文选择ARM芯片 SPI接口的查询方式。S3C2440A作为Master，时钟频率通过SPPREn寄存器设置，其频率f=PCLK／[2(SPPREn的值+1)]，f≤25 MHz。控制寄存器SPCONn应该根据具体的通信要求来设置。

　　对TRF796x的访问需要区分是写地址还是写命令，字节的最高位(MSB)决定了该指令是用于命令还是地址。具体的地址／命令字节位描述如表3所列。

 

　　从表3可以看出，如果是单个写寄存器操作，则发送字节最高3位为000；如果是连续写寄存器操作，则最高3位001；如果是读单个寄存器操作，则最高3位010；如果是写命令，则最高3位100；其他操作不再详述。

　　本文采用S3C2440A的SPI0接口与TRF796x通信，其连接图如图4所示。从I／O_0～I／O_2的引脚电平可以看出选择的是SPI带SS通信方式。其中，EN脚是TRF796x的工作使能引脚，I／O_4是SS脚。当SS置为低且查询到状态寄存器SPSTA0的最低位为1(说明SPI发送接收准备好)，待发送的数据一旦写入到发送移位寄存器SPTDAT0中，SPI通信的发送和接收就会同时开始，一般是上升沿发送，下降沿接收。如果只想发送不想接收数据，可以不读取接收寄存器的内容；值得注意的是，如果只想接收数据，应该写数据0xFF或0x00到发送移位寄存器，然后才能从接收移位寄存器中读取数据。

 

　　下面通过非连续寄存器读操作来具体说明ARM与TRF796x是如何进行SPI通信的。图5是对TRF796x的非连续寄存器读操作的流程。