Cortex-M0的RFID讀卡器電路設計方案

　　主控芯片NXP LPC812：LPCS00 系列是基于A(yíng)RM Cortex-M0+的低成本32 位MCU 系列產(chǎn)品，工作時(shí)CPU 頻率最高可達30 MHz。它支持最高16 KB 的閃存和4 KB 的SRAM。

　　射頻芯片SLRC610

　　SLRC610 是NXP 公司新一代多協(xié)議無(wú)線(xiàn)近場(chǎng)芯片中的一員，它是用于13.56MHz 的非接觸式通信的高度集成的收發(fā)器芯片，支持并遵守IS0/IEC15693、EPCUID 和ISO/IEC18000-3 mode 3/EPC Class-1 HF 協(xié)議的卡片。它與主機的通信接口有SPI、UART、I2C 總線(xiàn)（包括I2C 和I2CL 模式）三種。另外，它的安全性比上一代更高，支持安全訪(fǎng)問(wèn)模塊（SAM）的連接。

　　模塊硬件設計

　　模塊主要由通信升級接口、調試接口、提示信號、LPC812、SLRC610、模塊內置天線(xiàn)等組成。模塊框圖如圖1 所示。

　　主控芯片電路設計

　　LPC812 是LPC800 系列配置最高的型號，它有TSSOP16、SO2O、TSSOP20 三種封裝，因為設計的是小模塊，所以選用了sO2O 塑料小型封裝。由于LPC812支持通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣將特殊功能分配到某個(gè)I/O 引腳，所以在設計原理圖的時(shí)候可以充分考慮將某個(gè)功能分配到哪個(gè)引腳上既方便布線(xiàn)、性能又好。另外，本次設計中LPC812 內置的1%精度的12 MHz 內部RC 振蕩器作系統時(shí)鐘。主控芯片電路如圖2 所示。

　　射頻芯片電路設計

　　SLRC610 只有一種小型的HVQFN32 封裝，特別要注意它的第33 引腳，也就是芯片朝PCB 面正中間一個(gè)正方形的面，這個(gè)面必須良好接地，否則會(huì )出現些奇怪的現象。SLRC610 支持SPI、I2C 總線(xiàn)、I2CI 和UART 四種接口，它會(huì )在掉電復位后通過(guò)IFSEL0 和IFSEL1 電平組合來(lái)判斷當前主機接口類(lèi)型。本次設計是采用了硬編碼的SPI 接口，在硬件電路上需IFSEL0 接地、IFSEL1 接VCC。射頻芯片電路如圖3 所示。其巾，引在SLRC610 芯片中33 引腳VSS 的作用是接地和散熱，所以此引腳必須良好接地。

　　天線(xiàn)的匹配電路包含一個(gè)EMC 低通濾波器（L1、L2、C5、C6），一個(gè)匹配電路（C3、C4、C7～ C1O），一個(gè)接收電路（R2、R3、C15）和天線(xiàn)本身。接收電路的元件值需被特別設計并根據板子實(shí)際情況調整。本次設計模塊的尺寸有限，接收電路采用了元器件較少的單端模式，且天線(xiàn)線(xiàn)圈是內置在PCB 中間層，以方便應用，減小體積。

　　本模塊設計中采用的是較新的主控和射頻芯片，價(jià)格較低，性能又強，而且在很長(cháng)一段時(shí)間內不會(huì )有供貨、價(jià)格等方面的問(wèn)題。LPC800 系列既增加了開(kāi)關(guān)矩陣等實(shí)用的功能，方便用戶(hù)電路設計，也集成了老一代單片機的ISP 升級功能。本文詳細描述了這兩顆芯片的使用方法以及對模塊的調試方法與步驟等。該模塊采用貼面封裝的元件，具有低成本、低功耗、小尺寸、讀寫(xiě)卡距離遠等特點(diǎn)，使用起來(lái)很方便，具有較高的應用價(jià)值。