基于fpga的nfc数据采集系统设计与实现

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1、Ｉ隆齡械ｆ心等国ｇ硕：ｔ学位论文－－＇＂ｖ画磯基刊ＰＧＡ的师Ｃ数据采集系统册与实现作者姓名张獅学校导师姓名Ｖ职赖赖客副教捏企化导师姓名、职赖了励高工申请学位类别工程硕壬＾．＾ｉ－．＇！：．Ｉ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研充工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容＾＾＾外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为

2、获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实么处一，本人承担切法律责任。．本人签名；挺日期；Ｗ埃、西安电子科技大学关于论文使用授权的说巧本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，化许查阅、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合

3、学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署。名单位为西安电大子科技学保密的学位论文在年解密。＿＿后适用本授权书￣：本人签朵签名：＾导师名峰Ｉ日期：＾．：如谷１．日期叫学校代码10701学号1311122890分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于FPGA的NFC数据采集系统设计与实现作者姓名：张武科领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：赖睿副教授企业导师姓名、职称：丁励高工学院：微电子学院提交日期：2016年1月DesignandImplementofDataAcquisitionSyste

4、mforNFCBasedonFPGAAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByZhangWukeSupervisor:LaiRuiAssociateProfessorDingLiSeniorEngineerJanuary2016摘要摘要通信数据的采集一直以来都是信号与信息处理的重要组成部分，而NFC则是目前应用最为广泛的非接触式通信方式。很多情况下，研

5、究人员需要对NFC通信过程的通信数据有一个清晰的认识。比较传统的方法为通过示波器将NFC通信信号采集下来，再对照相应的NFC通信协议，从而得到通信过程的数据信息。但是NFC通信协议较为复杂且通信数据较多，这使得这种传统方法效率低且容易产生错误。所以需要有一种效率高且准确的方法对NFC数据进行采集。FPGA有处理速度快、设计验证方法和配置灵活等优点，常运用在图像处理与信号处理中，所以本文提出设计并实现基于FPGA的NFC通信数据采集系统。然而对于NFC的通信信号，无法直接运用FPGA对其进行解码处理，基于此，本文采用先对通信信号进行解调，然后再进行解码的

6、方案，最后得到通信过程中的数据。信号解调电路采用硬件PCB电路辅以FPGA控制模块的方法实现，信号解调电路的目的是将NFC的原始通信信号转化为可以运用FPGA进行解码的数字信号。由于不同的NFC芯片以及不同的通信距离都会造成通信信号强度的差异，所以本文设计了AGC电路对信号增益进行自动调控，该AGC电路由ADC、数字电位器、压控放大器以及基于FPGA的数字逻辑电路控制模块组成，使得该数据采集系统适用于不同信号强度NFC。数据解码电路则主要为基于FPGA的数字逻辑电路，该电路的目的在于将解调后的数据信号解码后得到所需要的通信数据。由于读写器发送到标签数据

7、的编码方式和标签发送到读写器数据的编码方式有很大的差异，所以本文针对两种数据分别设计解码电路，最后输出到计算机的过程中将这两种数据区分开。整个系统的硬件组成包括FPGA核心板、外挂的解调电路PCB小板以及获取通信信号的感应天线。核心控制芯片为FPGA，本文中所采用的FPGA芯片为XINLIN公司的Spartan系列芯片。最终，设计实现的NFC数据采集系统能对ISO15693协议下的NFC通信数据进行准确的采集并以波特率为115200Kbit/s传输到计算机，数据采集的错误率小于0.1%。系统的其它性能参数和易操作性上均符合工程中的各项要求。该数据采集系

8、统对NFC芯片的研发提供了便利条件。关键词数据采集NFCFPGA解调电路解码电路IABSTRA