基于收发一体芯片的NFC模块设计

本文介绍了TRF7970A芯片接口,其具有资源丰富、扩展性强、集成度高、简化电路设计等特点。用此芯片设计的NFC模块具有功耗低及可休眠、高可靠性、体积小、重量轻和稳定性高等优点。实验证明,该NFC模块可应用于移动支付、公共交通票务、门禁、电子海报等不同的领域。

  随着无线网络支持的上下行数据速率不断提高。手机在数据业务方面的应用不断涌现。越来越多的人正在使用手机代替手表、记事本、MP3,手机已成为人们不可缺少的信息终端。

  近距离通信NFC(Near Field Communication)技术将让这一切变为现实。2006年6月,诺基亚和中国移动、飞利浦、易通卡公司在厦门启动了中国首个NFC手机支付试验。用户使用内嵌NFC模块的诺基亚3220手机,可在厦门市内任何一个易通卡覆盖的营业网点(公交汽车、轮渡、电影院、快餐店)进行手机支付。

  不仅如此,在不久的将来,通过手机和NFC技术的结合,用户通过手机就可以实现以下应用:在街边海报上和杂志上下载演唱会时间、地点和节目表;在公园里玩互动的定向越野游戏;在车站实时刷新公交车的到站时间;在办公室发送短信控制家政服务员进出住宅的时间;在学校全面代替现有学生证和学生卡:在遍布市区的智能公用电话亭查询地图、公交线 路、餐饮购物等信息;在加油站、超市、银行等任何有POS机的地方支付款项并用手机收取电子发票。

  本文在介绍TI公司最新推出的多协议完全集成13。56 MHz收发一体芯片TRF7970A的基础上,设计了具有主动模式和被动模式的NFC模块。

  1 硬件设计

  1.1 TRF7970A简介

  TRF7970A是一款用于13。56 MHz RFID/近场通信系统的集成模拟前端和数据组帧器件。通过内置编程选项可使此器件适合于范围宽广的应用。它能够执行以下3种模式中的任一模式:RFID/NFC读取器、NFC对等点、卡仿真模式。引脚分布如图1所示。

  此芯片具有几个工作模式,可以通过配置两个输入引脚(EN和EN2)以及芯片状态控制寄存器(0X00)内的几个位来进行控制,如表1所示。

基于收发一体芯片的NFC模块设计

基于收发一体芯片的NFC模块设计

  图1 引脚分布

  当EN被设定为高电平时(或者在EN2的上升沿,然后被EN=1确认),电压稳压器被激活并且13。56 MHz振荡器启动。当电源和振荡器频率已稳定时,SYS_CLK输出从60 kHz的辅助频率切换至来自晶体振荡器的13。56 MHz频率。此时,读取器已为通信和执行所需任务做好准备。然后此MCU可对芯片状态控制寄存器0x00进行编程并通过编辑附加寄存器来选择运行模式。

  (1)待机模式(寄存器0x00的位7=1),此读取器能够在100s恢复到完全运行。

  (2)模式1(RF输出禁用,寄存器Ox00的位5=0并且位1=0的激活模式)是一个低功率模式,此模式使得读取器能够在25斗s内恢复到完全运行。

  (3)如果读取器到读取器的防冲突被执行,模式2(只有RF接收器有效,寄存器ox00的位1=l的激活模式)可用于测量外部RF场(正如RSSI测量段落中描述的那样)。

  (4)模式3和4(整个RF部分有效。寄存器0x00的位5=l的激活模式)是用于正常发射和接收操作的正常模式。

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