基於NFC技術的無電池鍵盤設計的實現
發布時間:2014-12-04 責任編輯:echolady
【導讀】本文闡述了基於NFC技術的無電池鍵盤的設計方案。本次設計方案的核心是由主機控製器讀寫的NFC標簽。無電池鍵盤能夠支持NFC手機快速實現並識別鍵盤,建立鍵盤與應用程序之間的連接。
此解決方案使用近場通信 (NFC) 技術實現了無電池鍵盤。此解決方案的核心部分是可以由主機微控製器讀寫的TI動態NFC標簽。支持NFC的手機可以快速發現並識別該鍵盤,然後在鍵盤和應用程序之間建立連接。此設計是無電池係統(即,無需電池即可工作),可以利用該係統構建具有優化尺寸的產品(例如薄鍵盤)以及重量更輕的產品(例如易於攜帶)。
特性
1、無電池解決方案
2、標準PC/AT鍵盤字符集
3、大於400個字符/分鍾的輸入能力
4、MSP430 MCU和RF430CL330標簽的功耗都約為20 mW
5、用於能量收集的低成本PCB線圈天線
6、提供Android測試工具和InputMethod應用程序

圖1:無電池近場通信(NFC)鍵盤原理圖


圖2:無電池近場通信(NFC)鍵盤硬件框圖
相關器件1.(TI)MSP430FR573x MSP430FR572x混合信號微控製器
德州儀器(TI)MSP430FR573x係列超低功率微控製器由多個器件組成,這些器件特有嵌入式FRAM非易失性存儲器,超低功率16位MSP430 CPU,以及針對多種應用的不同外設。 此架構,FRAM,和外設,與7種低功率模式組合在一起,針對在便攜式和無線感測應用中實現延長電池壽命進行了優化。FRAM 是一款全新的非易失性存儲器,此存儲器將SRAM的速度,靈活性,和耐久性與閃存的穩定性和可靠性結合在一起,總體能耗更低。外設包括一個10位模數轉換器(ADC),一個具有電壓基準生成和滯後功能的16通道比較器,3 條支持I2C,SPI,或UART協議的增強型串行通道,一個內部DMA,一個硬件乘法器,一個實時時鍾 (RTC),5 個16位定時器和數字I/O。
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基於NFC無電池鍵盤設計方案

圖3:MSP430FR573x MSP430FR572x 混合信號微控製器功能框圖
2.RF430CL330H 動態 NFC 接口轉發器
德州儀器(TI)動態NFC接口應答機RF430CL330H是一個NFC標簽類型4器件,此器件將一個無線NFC接口和一個接線SPI或I2C接口組合在一起,將此器件與一個主機相連。 SRAM內的NDEF消息可由集成型SPI或I2C串行通信接口寫入和讀取,而此消息也可通過集成型ISO14443B兼容RF接口(支持高達848kbps數據速率)進行無線存取和更新。
這可實現針對替代載波的NFC連接切換,如同,低功耗 (BLE),和 Wi-Fi 等,隻需一次敲擊的簡便且直觀的配對過程或認證過程。作為一個常見NFC接口,RF430CL330H使得終端設備能夠與啟用NFC的智能手機、平板電腦和筆記本電腦的快速增長的基礎設施進行通信。

圖4:RF430CL330H 動態NFC接口轉發器功能框圖
3.TPS70933 具有反向電流保護的 150mA、30V 超低 IQ、寬輸入、低壓降穩壓器
TPS709xx 係列線性穩壓器是設計用於功耗敏感類應用的超低靜態電流器件。一個精密帶隙和誤差放大器在溫度範圍內的精度為2%。隻有1μA 的de靜jing態tai電dian流liu使shi得de這zhe些xie器qi件jian成cheng為wei要yao求qiu極ji小xiao閑xian置zhi狀zhuang態tai功gong率lv耗hao散san的de電dian池chi供gong電dian類lei常chang開kai係xi統tong的de理li想xiang解jie決jue方fang案an。為wei了le增zeng加jia安an全quan性xing,這zhe些xie器qi件jian還hai具ju有you熱re關guan斷duan、電流限製和反向電流保護功能。通過將使能(EN)引腳下拉至低電平可將這些穩壓器置於關斷模式。這個模式的關斷電流低至150nA(典型值)。

圖5:TPS70933功能框圖
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