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LPC2142的低功耗有源RFID手持机设计

发布时间:2015-08-03 07:38:00  来源:大电流电感厂家   查看:

  2.5 电压转换模块

  

电压转换电路

  手持系统对电源的转换效率以及电源芯片的静态电流要求比较高。转换效率越高,芯片的静态电流越小,则同等条件下手持系统的电池使用时间就越大功率电感长。电压转换电路如图7所示。模压电感采用凌力尔特公司的DC-DC转换芯片LTC3530和LTC3525-5V,在电池的可供电电压范围内,其效率在80%以上,最高可达90%以上;并且具有使能引脚,方便进行电源管理,可得到系统所需的+3.3 V和+5 V电源电压。为保证系统在关机时仍然可以通过开机键进行开机,需要对微处理器单独供电,这里采用转换芯片L电感器生产P2985。

  2.6 键盘电路

  

键盘电路

  键盘电路采用键盘管理芯片CH452A,如图8所示。通过I2C接口与MPU进行通信,手持机的开关机键采用一个分立按键实现,与按键并联的0.1μF电容可以消除抖动。2.7 RF电路

  nRF24L01是一款工作在2.4~2.5 GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。它具有面积小、数据传输速率高、低功耗等优点;可工作于跳频方式下,能有效地避开周围环境的干扰;通过SPI接口与微处理器进行数据通信,天线采用占用PCB空间较小的倒F型PCB天线。RF电路图如图9所示。

  

RF电路

  2.8 LCD电路

  采用深圳耀宇科技公司型号为YM280T的2.8寸绕行电感TFTLCD,可以工作在8总线模式下。其他电路如图10所示。

  

  背光电路,将键盘的背光与LCD的背光并在一起,用一个三极管开关进行控制,以降低功耗;声音提示电路,采用体积为5 mm×5 mm×2 mm的蜂鸣器,以适应手持机小巧的需求;外扩Flash,采用引脚少、封装体积小的串行Flash存储器AT45DB081,通过SSP进行数据通信临安电感厂(SSP接口与SPI接口兼容)。

  3 软件设计

  3.1 数据包格式

  增强型ShockBurst模式下的数据包格式如图11所示。

  

  前导码用来进行同步,仅在发送模式下使用;标志位用来进行包识别,仅仅用到其中的两位,剩余的7位保留;数据是要传送/接收的1~32字节宽度的物品识别信息;CRC校验选择生成多项式为X16+X12+X5+X1的16位CRC校验。

  3.2 手持机工作流程

  

手持机工作流程

  手持机的工作流程如图12所示。该流程针对可以读写的有源卡,需要把卡里边的信息读出来,然后扣除一定费用(或次数)后将修改后的信息写入ID卡。为节省功耗,设定若一次按键(含开机)之后的5 s(要根据实际情况设定)内没有按键按下,即让微处理器进入空闲模式,当再次有按键按下时,通过键盘产生的外部中断将微处理器唤醒。

4 系统测试

  本系统制作的PCB板的大小为5 cm×10 cm,完全满足占用空间小的要求,元器件全部采用贴片的封装。测试时先测试电源部分,若电源没有问题再测试其他部分。每焊接一个模块,都要随时检查电源、地以及其他引脚的焊接是否可靠。整机测试时,首要要检测电源和地是否短路,检查无误之后才整体加电进行下一步的软硬件联调。

  当软件中设定发射功率为0 dBm时,在开阔试验场地测试,通信距离为80m左右;在封闭楼道内测试,通信距离为30~40m。在空闲模式,从电池输出端测得的电流为4.8 mA,系统采用1400 mAh的锂电池,待机时间(处于空闲模式)可以达到10天以上。

  结语

  本文所设计的有源RFID手持机已经应用于停车场管理系统中,具有待机时间长、体积小巧和可靠性高等优点,具有较好的推广价值。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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