基于NFC技術(shù)電路圖設計集錦 —電路圖天天讀（46）

　　TOP1 基于NFC技術(shù)控制的電子錢(qián)包電路設計

　　NFC具有雙向連接和識別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離接近10厘米。NFC技術(shù)在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標準化，同時(shí)也兼容應用廣泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica標準非接觸式智能卡。PN544符合歐洲電信標準協(xié)會(huì )（ETSI）制定的最新NFC規范，能夠為手機制造商和電信營(yíng)運商提供完全兼容的平臺，用以推出下一代NFC設備和服務(wù)：PN544完全兼容現已發(fā)布的所有通過(guò)單線(xiàn)協(xié)議（SWP） 連接SIM卡和主機控制器接口（HCI）的NFC規范。

　　NFC射頻電路是由EMC濾波電路、匹配電路、接收電路、天線(xiàn)等四部分組成。由于該系統是以13.56MHz的操作頻率為基礎。該頻率由石英晶振產(chǎn)生。與此同時(shí)還會(huì )產(chǎn)生高階諧波。為了符合內部電磁兼容性規則，13.56MHz的三次、五次及五次以上的高階諧波必須適當的抑止。所以該EMC電路配置為一LC低通濾波器，用來(lái)濾除高次諧波。

　　天線(xiàn)匹配電路設計

　　由于天線(xiàn)線(xiàn)圈本身是一個(gè)低阻抗的設備，為了能夠把NFC IC 送出的能量以最大化的傳遞給天線(xiàn) ，所以在天線(xiàn)與NFC IC間須加一匹配電路。消除因不匹配而造成的信號反射形成的能量損失。接收電路由R127，C118，R128，C119組成，芯片內部產(chǎn)生的Vmid電位作為RX管腳的輸入電位，為減少擾動(dòng)，需用電容將Vmid接地。Vmid的偏置電壓可以增加Rx腳的電壓驅動(dòng)。圖2 所示的為NFC 射頻接收電路。

　　圖2 NFC射頻部分電路

　　本文的NXP實(shí)用的NFC電子錢(qián)包解決方案，以13.56MHz的操作頻率為基礎，以手機為交易平臺 ，由NXP PN544 NFC控制器 （PN65O內置了安全模塊）和安全模塊兩大部分實(shí)現移動(dòng)支付及數據交換功能，為電子支付提供便捷、安全、超凡體驗。

　　基于NFC通用讀卡器電路設計

　　在當前的許多RFID應用中，設備制造商不一定能決定客戶(hù)采用什么收發(fā)器，特別是收發(fā)器芯片。因此，為了最大程度地提高自己在某個(gè)特定項目中中標的機會(huì )，設備制造商必須提供這樣的讀卡器，要么它能支持市場(chǎng)上盡可能多的收發(fā)器芯片，要么它本身至少是比較容易定制的。了要求其能支持一系列協(xié)議、標準和收發(fā)器外，客戶(hù)對讀卡器可能還有其它功能性方面的要求，如高性能、防沖突、遠/近感應距離、移動(dòng)性及功耗。但在單個(gè)讀卡器中很難同時(shí)滿(mǎn)足如此之多的要求。為了滿(mǎn)足所有這些要求，制造商可能需要提供一系列可滿(mǎn)足不同要求的讀卡器。

　　EM4094是一個(gè)集成的收發(fā)器芯片，它可用于構建RFID讀卡器的模擬前端模塊。該芯片的數據傳輸及接收鏈路允許傳送和解碼任何通信協(xié)議，因此EM4094支持所有EM公司的13.56MHz收發(fā)器芯片、ISO15693、ISO14443 AB、以及Sony Felica協(xié)議。通過(guò)適當設定，EM4094甚至還可以與NFC設備通訊。本文將通過(guò)一系列的步驟說(shuō)明一個(gè)硬件工程師應該怎樣集成和利用EM4094 RFID讀卡器電路。

　　圖1：典型的應用電路配置。

　　天線(xiàn)驅動(dòng)器輸出電路設計

　　ANT1 和ANT2為天線(xiàn)驅動(dòng)器的兩個(gè)輸出端，它們可同相或反相驅動(dòng)，這使得有可能用不同的方式連接讀卡器天線(xiàn)，以及依據所選擇結構的不同產(chǎn)生四個(gè)不同功率等級的天線(xiàn)。EM4094還可與一個(gè)遠端天線(xiàn)一起使用，此時(shí)EM4094的輸出阻抗（見(jiàn)圖3）必須與通信線(xiàn)路阻抗相匹配。

　　圖3：阻抗匹配電路。

　　若采用同軸電纜，那么在只使用一個(gè)天線(xiàn)驅動(dòng)器的情況下，EM4094的輸出阻抗將必須在10歐姆（ANT1可選）和50歐姆之間進(jìn)行調整；當兩個(gè)天線(xiàn)并聯(lián)使用時(shí)，EM4094的輸出阻抗將必須在5歐姆（ANT1可遷）到50歐姆之間進(jìn)行調整。為了實(shí)現一個(gè)良好的阻抗匹配，開(kāi)發(fā)人員可借助Smith圖表選擇使用一個(gè)LC PI網(wǎng)絡(luò )和選擇合適的元件參數值。

　　如果讀卡器天線(xiàn)能夠與EM4094集成在同一塊PCB板上，那么你可使用直接天線(xiàn)相連方法（見(jiàn)圖2）。在這種情況下，天線(xiàn)和串聯(lián)電容形成LC串聯(lián)回路。這一回路的諧振頻率為讀卡器的頻率。串聯(lián)電阻用于抑制品質(zhì)因數并將天線(xiàn)的電流設定在 EM4094的額定值以下。當天線(xiàn)工作在其諧振頻率時(shí)，直接連接天線(xiàn)可獲得較高的功率。有關(guān)IC天線(xiàn)的不同連接方式可參見(jiàn)EM4094應用指南。

　　圖2：直接天線(xiàn)連接。

　　收發(fā)器信號接收

　　RFIN1 和RFIN2是該IC接收鏈上的兩個(gè)輸入引腳，它們被EM4094用來(lái)解調收發(fā)器送過(guò)來(lái)的數據流，其引腳 上的電壓必須設定在GND和VDD之間，這兩個(gè)解調輸入必須具有相同的性能和呈現出相同的靈敏度。配合一個(gè)外部匹配阻抗電路，這兩個(gè)輸入端可用于解調輸入的相位或幅度調制信號。未使用的輸入腳應當通過(guò)一個(gè)10nF的電容接至模擬地。輸入引腳的高靈敏度使得讀卡器即便在電子標簽的最小電源級別上仍能有較遠的讀取距離。

　　TOP2 采用PN512的NFC驅動(dòng)電路設計

　　NFC技術(shù)原理：支持NFC的設備可以在卡操作或讀寫(xiě)器模式下交換數據。在讀寫(xiě)器模式下，啟動(dòng)NFC通信的設備，也稱(chēng)為NFC發(fā)起設備（主設備），在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)（RF-field）。它可以選擇106kbps、 212kbps或 424kbps其中一種傳輸速度，將數據發(fā)送到另一臺設備。另一臺設備稱(chēng)為NFC目標設備（從設備），不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負載調制（load modulaTIon）技術(shù)，即可以相同的速度將數據傳回發(fā)起設備。此通信機制與基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容，因此，NFC發(fā)起設備在讀寫(xiě)器模式下，可以用相同的連接和初始化過(guò)程檢測非接觸式智能卡或NFC目標設備，并與之建立聯(lián)系。

　　基于NFC的無(wú)線(xiàn)通信系統電路設計

　　在很多場(chǎng)合有線(xiàn)通信技術(shù)并不能滿(mǎn)足實(shí)際需要， 比如在野外惡劣環(huán)境中作業(yè)。使用無(wú)線(xiàn)射頻通信芯片構建的通信模塊， 用單片機作為控制部件， 配合一定的外圍電路就能很好地進(jìn)行兩地空間區域信號對接， 實(shí)現自由數據通信， 解決了無(wú)線(xiàn)通信的技術(shù)難題。并且其具有硬件構造簡(jiǎn)單、維護方便、通信速率高、性能穩定等優(yōu)點(diǎn)， 能在電子通信業(yè)得到廣泛應用。本文的控制部件選用AT 89C51 型單片機。由于這種芯片只有SPI 通信接口， 而目前常用的單片機都沒(méi)有這種接口， 因此需要對該芯片的通信時(shí)序進(jìn)行模擬，所以在控制器里編程時(shí)要嚴格按照芯片工作時(shí)序進(jìn)行。

　　NRF24L01 芯片構成的通信模塊電路設計

　　NRF24L01 芯片通信模塊電路核心器件NRF24L01 配合網(wǎng)絡(luò )晶振、解耦電容、偏極電阻一起工作構造穩定射頻通信模塊。該芯片是貼片結構， 模塊占用空間少， 如圖2 所示。

　　圖2由NRF24L01 芯片構成的通信模塊電路圖。

　　系統通信電路設計

　　系統通信電路如圖所示。本電路中應用單片機AT89C51作為控制芯片， 對NRF24L01 主通信模塊的接口時(shí)序模擬和對數據的發(fā)送與接收進(jìn)行處理。

　　圖3電源電路圖。

　　圖4系統通信電路圖。

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　　TOP3 PC 機通訊電路設計

　　如果單片機通信電路與單片機通信電路通信， 則兩個(gè)硬件電路和圖4 相同， 只是在軟件設計時(shí)需在每個(gè)通信端設定不同的通信地址， 以辨認每個(gè)通信端口。若是單片機通信電路與PC 機或者具有COM 口的設備電路通信， 則需要一個(gè)轉接電路， 其硬件電路如圖5 所示。

　　圖5 SPI 接口與MAX232 通信硬件電路圖。

　　在圖5 所示的電路中， 單片機左側是一塊MAX232芯片， 其作用是將PC 機中的232 電平與單片機的T TL 電平匹配。最左側是9 芯母接頭， 在使用時(shí)可接在計算機COM 口上與計算機通信。單片機右側接一塊射頻通信模塊。由于此塊單片機同樣沒(méi)有SPI 接口， 所以需要用普通接口軟件模擬SPI 接口， 其編程要嚴格按SPI 端口的通信邏輯時(shí)序。

　　無(wú)電池近場(chǎng)通信鍵盤(pán)電路設計

　　此解決方案使用近場(chǎng)通信 （NFC） 技術(shù)實(shí)現了無(wú)電池鍵盤(pán)。核心部分是可以由主機微控制器讀寫(xiě)的 TI 動(dòng)態(tài) NFC 標簽。支持 NFC 的手機可以快速發(fā)現并識別該鍵盤(pán)，然后在鍵盤(pán)和應用程序之間建立連接。此設計是無(wú)電池系統（即，無(wú)需電池即可工作），客戶(hù)可以利用該系統構建具有優(yōu)化尺寸的產(chǎn)品（例如薄鍵盤(pán)）以及重量更輕的產(chǎn)品（例如易于攜帶）。

　　NFC產(chǎn)品在智能電視中的應用電路設計

　　NFC近場(chǎng)通信（Near Field CommunicaTIon）是一種短距離的高頻無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，允許電子設備之間進(jìn)行非接觸點(diǎn)對點(diǎn)數據傳輸（在十厘米內）交換數據。這個(gè)技術(shù)由射頻識別技術(shù)（RFID）演變而來(lái)，且向下兼容RFID.通過(guò)在智能電視應用NFC技術(shù)，便于智能手機等設備和電視機實(shí)現快速配對，分享內容。也可以實(shí)現帶NFC功能遙控器與NFC電視的輕松配對，鏡像模式在幾秒內就能激活，并開(kāi)始向大屏幕或家庭影院上傳輸流媒體內容。其實(shí)NFC技術(shù)也用在藍牙的配對，手機支付，信息直接的交互與保存等應用。

　　TRF7970A模塊硬件電路設計

　　TRF7970A是一款13.56MHz RFID高集成度的射頻前端芯片，完全支持NFC的協(xié)議標準，通過(guò)對該芯片的ISO Control寄存器進(jìn)行配置，可以設置成為不同模式的工作狀態(tài)；TRF7970A支持SPI和并口兩種通訊接口模式，寬電壓（2.7V~5.5V）供電，內部集成了LDO，支持5種電源管理模式，在5V供電的情況下輸出功率可達200mW。接收回路有兩路（RX1和RX2 ），相位相差90度，保證接收的穩定和可靠性，其基本的硬件電路如下圖所示：

　　TRF7970A天線(xiàn)匹配電路構建

　　TRF7970A天線(xiàn)是一款50歐姆的阻抗匹配天線(xiàn)，其基本的匹配電路如下所示：

　　由于天線(xiàn)的材質(zhì)和尺寸大小不一樣，每一款生產(chǎn)出來(lái)的TRF7970A天線(xiàn)匹配電路天線(xiàn)都要做完整的天線(xiàn)匹配，根據設計的系統Q值，天線(xiàn)的電感值來(lái)對射頻前端的參數進(jìn)行完整的匹配。

　　TOP4 RF430CL330H 模塊硬件電路設計

　　RF430CL330H是一款滿(mǎn)足NFC Type 4的動(dòng)態(tài)標簽，支持ISO/IEC14443 Type B，支持SPI和I2C接口，有RF喚醒功能的一款動(dòng)態(tài)標簽；其基本的硬件電路如下：

　　從該原理圖可以看出，外面很少的外圍器件就可以集成到別的芯片外圍電路上去，以實(shí)現快速的NFC功能。在該遙控器項目中，RF430CL330H及外圍電路集成到遙控器的電路上，只是把線(xiàn)圈拿出來(lái)作為一個(gè)獨立的模塊，這樣便于讀寫(xiě)操作。

　　隨著(zhù)NFC近場(chǎng)通信功能的不斷普及，以其傳輸速率快，安全性高等特點(diǎn)，在不同的領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用。尤其在授權，支付，藍牙以及WIFI配對方面有著(zhù)突出的優(yōu)勢，將NFC的應用引入智能電視，使得信息分享，通信連接更加方便快捷，將能夠極大提升用戶(hù)體驗。能增加用戶(hù)體驗的同時(shí)，NFC近距離通信還有哪些性能需要進(jìn)一步完善呢？在未來(lái)發(fā)展前景又怎樣？有太多的問(wèn)題等待我們去思考，就此歡迎各位電子愛(ài)好者踴躍發(fā)表高見(jiàn)。

　　采用NFC技術(shù)的無(wú)線(xiàn)遙控器系統電路設計

　　EEPROM與顯示器電路設計

　　根據存儲數據量的大小，本實(shí)例選擇的EEPROM為AT24C02，串行EEPROM是基于I2C總線(xiàn)的存儲器件，遵循二線(xiàn)制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數據掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應用。SCL為串行時(shí)鐘輸入管腳，用于產(chǎn)生器件所有數據發(fā)送或接收的時(shí)鐘。 SDA為雙向串行數據/地址管腳，用于器件所有數據的發(fā)送或接收。A0、A1、A2為器件地址輸入端，用于多個(gè)器件級聯(lián)時(shí)設置器件地址。當這些腳懸空時(shí)默認值為0，當使用AT24C02時(shí)最大可級聯(lián)8個(gè)器件，如果只有一個(gè)AT24C02被總線(xiàn)尋址，這三個(gè)地址輸入腳A0、A1、A2可懸空或連接到GND。 WP為寫(xiě)保護，如果WP管腳連接到VCC，則所有的內容都被寫(xiě)保護，只能讀。當WP管腳連接到GND或懸空時(shí)允許對器件進(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作。

　　遙控器具有溫度顯示功能，本系統選擇了SMS0301C3標準段型液晶顯示模塊（LCM），為段型液晶顯示器（LCD），可顯示3位數字及6段提示符及2個(gè)小數點(diǎn)，微功耗，可與單片機采用三線(xiàn)式串口連接，廣泛應用于手持式儀器儀表。SMS0301C3結構如圖6所示：

　　電路原理圖

　　本系統遙控電路原理圖如圖所示，主控制板電路原理圖如圖8所示，無(wú)線(xiàn)發(fā)射數據十位與設定溫度對應如所示，無(wú)線(xiàn)發(fā)射數據個(gè)位與設定溫度所示：

　　PT2262的供電電源VC由單片機提供，單片機輸出引腳D0～D5輸出的高電平經(jīng)過(guò)二極管1N4148為PT2262供電。當沒(méi)有無(wú)線(xiàn)發(fā)射信號時(shí)，D0～D5為低電平，VC也為低電平，PT2262不工作;當有無(wú)線(xiàn)發(fā)射信號時(shí)，D0～D5會(huì )產(chǎn)生高電平，D0～D5之中任何一個(gè)產(chǎn)生高電平都會(huì )使 VC變?yōu)楦唠娖?，PT2262才會(huì )工作。D0～D5為無(wú)線(xiàn)發(fā)射數據位，通過(guò)單片機引腳輸出給PT2262，然后通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊發(fā)射出去。

　　LEDJIA為按鍵“JIA”指示燈，當按鍵“JIA”按下則LEDJIA閃爍一次;LEDJIAN為按鍵“JIAN”指示燈，當按鍵 “JIAN”按下則LEDJIAN閃爍一次;LEDON為按鍵“ON_OFF”指示燈，當按鍵“ON_OFF”按下則LEDON閃爍一次。 PT2272L6通過(guò)射頻接收模塊接收無(wú)線(xiàn)信號，并把解碼得到的6位數據信號通過(guò)P2口低6位送給單片機。然后單片機對此信號進(jìn)行解碼，計算出設定溫度，然后根據實(shí)際溫度與設定溫度的比較，由單片機輸出相應的控制信號，實(shí)現恒溫控制功能。

　　TOP5　采用NFC技術(shù)的無(wú)線(xiàn)通訊系統接口與復位電路模塊設計

　　短距離無(wú)線(xiàn)傳輸具有抗干擾性能強、可靠性高、安全性好、受地理條件限制少、安裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。低功耗、微型化是用戶(hù)對當前無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的實(shí)際需求，短距離無(wú)線(xiàn)通信逐漸引起廣泛關(guān)注。常見(jiàn)的短距離無(wú)線(xiàn)通信有基于802.11的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)WLAN、藍牙 （blueTooth）、HomeRF及歐洲的HiperLAN（高性能無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)），但其硬件設計、接口方式、通信協(xié)議及軟件堆棧復雜，需專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)系統，開(kāi)發(fā)成本高、周期長(cháng)，最終產(chǎn)品成本也高。因此這些技術(shù)在嵌入式系統中并未得到廣泛應用。普通RF產(chǎn)品不存在這些問(wèn)題，且短距離無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)成熟，功能簡(jiǎn)單、攜帶方便，使其在嵌入式短程無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品中得到了廣泛應用。

　　單片機的時(shí)鐘電路和復位電路：?jiǎn)纹瑱C時(shí)鐘電路設計中，選擇晶振頻率11.059 2 MHz，約定PC機和單片機的通信速率為9 600 b/s，并選擇相應電容與單片機的時(shí)鐘引腳相連構成時(shí)鐘回路。在復位電路設計中，采用復位引腳和相應的電容、電阻構成復位電路。單片機與PTR2000接口原理電路如圖所示。

　　單片機與PTR2000接口電路：AT89C52 單片機主要完成數據的采集和處理，向PTR2000模塊發(fā)送數據，并接收由PC機通過(guò)PTR2000 傳送的數據。和單片機相連的PTR2000模塊主要將單片機的待傳數據調制成射頻信號，再發(fā)送到PC機端的PTR2000模塊，同時(shí)接收PC機端的 PTR2000模塊傳送的射頻信號，并調制成單片機可識別的TTL信號送至單片機。單片機的RXD和TXD引腳分別和PTR2000的DO和DI引腳連接，實(shí)現串行數據傳輸；決定PTR2000模塊工作模式的TXEN、CS、PWR 3個(gè)引腳分別和單片機I/O控制口的P2.0~P2.2相連，PTR2000工作時(shí)，由單片機中的運行控制程序實(shí)時(shí)控制其工作模式。

　　該接口電路設計首先需進(jìn)行電平轉換。PC機的串口支持RS-232標準，而PTR2000模塊支持TTL電平，選擇MAX232器件進(jìn)行兩者間的電平轉換，接口電路如圖所示。PTR2000模塊進(jìn)行串行輸入、輸出，引腳DI、DO通過(guò)電平轉換器件和PC機串口相連；PTR2000的低功耗控制引腳。 PWR接高電平VCC，即PTR2000固定工作在正常工作狀態(tài)；頻道選擇引腳CS接GND低電平，即采用固定通信頻道1，固定工作在433.92 MHz;PC機串口的RTS信號控制TXEN引腳，以決定PTR2000模塊何時(shí)為接收和發(fā)射狀態(tài)。PC機和串口的傳輸速率設定為9 600 b/s，和單片機保持一致。

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　　TOP6 基于單片機的多機無(wú)線(xiàn)近距離通信系統電路設計

　　現代通信技術(shù)的迅速發(fā)展使得許多應用領(lǐng)域都采用無(wú)線(xiàn)的通信方式進(jìn)行數據傳輸。編解碼芯片PT2262、PT2272組成的電路，由于具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點(diǎn)，廣泛應用于各類(lèi)的無(wú)線(xiàn)遙控器、無(wú)線(xiàn)報警器以及玩具等其他小型電器裝置。但是，這種電路極少用在多個(gè)字節數據的通信方面，具有一定的局限性。本文主要介紹利用433 MHz高頻發(fā)射模塊和接收模塊來(lái)制作多機無(wú)線(xiàn)ASCII碼格式的短信通信。該通信方式是在433MHz高頻發(fā)射模塊和接收模塊的基礎上自己定義無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議，實(shí)現任意兩機之間的多個(gè)字節數據通信。

　　主機電路的設計

　　由于系統涉及的程序量比較大，所以要求Flash程序存儲器的存儲量不能太小;對發(fā)射和接收的短信進(jìn)行存儲，要用到EEPROM數據存儲器模塊，EEPROM數據存儲器存儲的內容掉電時(shí)不會(huì )丟失;接收解碼需要脈寬的捕捉和比較功能，要用到捕捉/比較/脈寬調制CCP模塊;發(fā)射、接收以及時(shí)鐘均要用到獨立的定時(shí)器，所要求的定時(shí)器的個(gè)數不少于3個(gè)?；谠O計需要，采用Microchip公司的PICl6F877A芯片作為系統的主控制器。該電路主要由主控芯片、晶體振蕩電路和在線(xiàn)仿真接口組成，如圖2所示。設計中使用MCLR、RB6、RB7三個(gè)接口作為在線(xiàn)仿真接口。

　　發(fā)射和接收電路的設計

　　采用433 MHz高頻發(fā)射和接收模塊。433 MHz的高頻發(fā)射電路在控制腳為高電平時(shí)起振并發(fā)射等幅高頻信號，當控制腳為低電平時(shí)停止振蕩。因此，可以用控制腳對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制），相當于調制度為100%的調幅。當接收模塊接收到433 MHz的等幅高頻信號時(shí)，信號腳就輸出高電平，否則輸出低電平。所以接收信號腳的高低電平變化會(huì )與發(fā)射控制腳的高低電平變化相對應。多個(gè)接收模塊可以同時(shí)接收到同一個(gè)發(fā)射模塊發(fā)射的信號，可以實(shí)現一機發(fā)送，多機同時(shí)接收。圖3所示電路是高頻433 MHz載波的發(fā)射和接收模塊。433 MHz的高頻發(fā)射電路在控制腳B5為高平時(shí)，三級管T1導通，T2射級接地起振并發(fā)射等幅高頻433 MHz的信號;當控制腳B5為低電平時(shí)，就停止振蕩。因此，可以用控制腳B5對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制），相當于調制度為100%的調幅。當接收模塊接收到433 MHz的等幅高頻信號時(shí)，信號腳就輸出高電平到C2口，若未收到433 MHz的等幅高頻信號則輸出低電平。所以接收信號腳的高低電平變化會(huì )與發(fā)射控制腳的高低電平變化相對應。例如給B5引腳輸入圖4所示的波形，那么在接收模塊的C2引腳上也將出現同樣的波形。注意，B5和C2的控制信號分別由主控芯片PICl6F877A的RB5和RC2發(fā)出。

　　液晶外圍控制電路的設計

　　采用諾基亞3310 LCD顯示模塊。該LCD為84&TImes;48點(diǎn)陣的液晶屏，一屏可顯示4×7個(gè)（12×12點(diǎn)陣）漢字，或6×14個(gè)（6×8點(diǎn)陣）英文、數字、標點(diǎn)符號等字符。該液晶顯示器輕薄短小、低功耗電量，常用于手機顯示。液晶外圍電路如圖5所示。

　　本設計中，諾基亞33lO LCD用3 V的電壓供電。其中，1引腳是電源腳，6引腳接地線(xiàn)，2引腳為SCLK，3引腳為SDIN。4引腳為數據/地址選擇端，分別給4引腳高低電平，可以控制單片機對諾基亞3310 LCD寫(xiě)數據或者寫(xiě)命令。5引腳為使能端，低電平有效。8引腳為復位端，低電平有效。11引腳接背光燈電源的正級，12引腳接背光燈電源的控制級。9、 10引腳為諾基亞3310 LCD自帶的喇叭，此喇叭用單片機來(lái)控制的聲音效果并不理想，所以改用直流自帶振蕩蜂鳴器。為了避免蜂鳴器和背燈光工作時(shí)對液晶電源造成影響，蜂鳴器和背燈光由5 V的電源來(lái)供電，與液晶電源分開(kāi)。

　　TOP7基于NFC技術(shù)的無(wú)線(xiàn)抄表檢測系統電路設計

　　目前我國主要是依靠人工抄表收費，但存在入戶(hù)難、企業(yè)管理費用開(kāi)支高、效率低等諸多問(wèn)題，已不能適應社會(huì )發(fā)展要求．智能化網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)抄表系統成為必然趨勢。而自動(dòng)抄表技術(shù)的關(guān)鍵是改造傳統的電表電量計量，即傳統電表的電量檢測與控制是實(shí)現自動(dòng)抄表的核心。實(shí)現方法眾多，如數字電表、基于IC卡電表等，但我國許多用戶(hù)還是采用傳統的磁電式電表。因此改造該電表是首要問(wèn)題。傳統的磁電式電表檢測是利用紅外檢測、光電檢測等方法，然后利用無(wú)線(xiàn)或紅外發(fā)送方式傳送到計算機或掌上機，以實(shí)現自動(dòng)抄表。這里提出的無(wú)線(xiàn)抄表檢測系統是基于掌上無(wú)線(xiàn)近距離抄表系統，檢測電能表的轉數，通過(guò)串行通訊口傳送數據到掌上抄表器．從而控制斷／送電。

　　光電檢測模塊

　　光電檢測模塊是準確測量用戶(hù)電表表盤(pán)轉數。常用檢測方法：紅外線(xiàn)對射式和反射式。而采用紅外線(xiàn)對射式方法實(shí)現該系統設計較復雜，需將用戶(hù)電表的表盤(pán)打孔。但采用紅外線(xiàn)反射式方法較簡(jiǎn)單。只需在用戶(hù)的表盤(pán)上做明顯標記。因此該系統檢測選用RPR220型反射式紅外線(xiàn)識別傳感器。在用戶(hù)的電表表盤(pán)的某處用暗色油漆做標記，采用 RPR220識別無(wú)、有標記處，通過(guò)電壓比較器比較輸出高低電平信號，當檢測到有標記時(shí)，比較器輸出高電平，發(fā)光二極管不發(fā)光；當檢測到無(wú)標記時(shí)，比較器輸出低電平，發(fā)光二極管發(fā)光。圖2為光電檢測部分電路原理。

　　存儲器模塊模塊設計

　　由于該系統檢測模塊需要儲存大量數據，并具有掉電自動(dòng)保存數據功能，X24C45是按16x16方式組織的SRAM和EEPROM位對位構成的串行 256 位NOVRAM（非易失性SRAM），另外，X24C45具有上電時(shí)自動(dòng)調出，掉電時(shí)自動(dòng)存儲（Autostore）數據的功能，所以這里采用 X24C45實(shí)現數據存儲功能。上電后，SRAM和EEPROM的數據互相傳送。對SRAM操作，讀寫(xiě)次數無(wú)任何限制。一旦電源電壓降至4．3 V以下，數據便自動(dòng)從SRAM保存到EEPROM中。為保證數據能夠可靠存入EEPROM，電源電壓不能下降太快，其典型時(shí)間為5 ms，帶有電容的系統中一般都能夠滿(mǎn)足。EEPROM具有1 000 000次的存儲壽命，數據可保存100年以上。

　　X24C45的讀寫(xiě)操作都是針對SRAM的，因而其讀寫(xiě)次數無(wú)限制。X24C45內部有8位指令寄存器，單片機通過(guò)SK和DI進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。在整個(gè)數據操作期間，CE必須保持高電平。圖3為X24C45與AT89C51單片機的接口電路。

　　無(wú)線(xiàn)掌上抄表系統是以單片機為控制器，以其高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩定可靠的特點(diǎn)應用于該系統。解決了目前傳統抄表中的入戶(hù)難、企業(yè)管理費用開(kāi)支高、查表收費人員工作條件差、效率低、勞動(dòng)強度大等問(wèn)題。自動(dòng)抄表系統是我國抄表行業(yè)的必然發(fā)展趨勢。

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