NFC 应答器芯片 RF430FRL152H 介绍
NFC标签端芯片的选型。在选型中会遇到各个公司各个品类的NFC标签芯片,其集成度、功耗、主要功能也各不相同,在选型过程中,需要制定以下要求,才能很好的实现系统功能:
(1) 功耗低。较低的功耗可以实现较稳定的测量与较少的能源消耗,且可以方便实现无电池化的轻量设计,因此低功耗是 NFC 应答器选型的重点。
(2) 集成度高。生理参数监测终端是穿戴式设计的,在实验过程是需要穿戴在自由活动小动物身上,所以设计体积得小,高集成度意味着不需要设置过多复杂的外围电路,标签端的体积可以做到比较小,所以集成度高也是NFC标签芯片重要的指标 。
(3) 性能高。体温和运动状态的监测是需要采集多组数据的,对于数据的处理也是需要即时的,且数据量也较大,需要在较短时间内对参数进行采集、处理后并无线传输给NFC读写器需要高性能,最好是内置单片机处理CPU的NFC标签芯片才能完成。
综上所述,本体温和运动状态监测系统的标签端的NFC应答器芯片选择德州仪器(TI)公司的超低功耗的并且集成度非常高的RF430FRL152H芯片。RF430FRL152H芯片支持ISO15693射频协议,它将16位嵌入式MSP430微控制器、14bitADC(模数转换)以及 2kB FRAM集成到一起,集成度非常高。RF430FRL152H器件内部集成好的14位ADC能够很好的采集外部传感器的模拟信号,即可以用其采集模拟量的生理参数,在一秒之内即可完成所有的模数转换,也由于其内部集成有超低功耗的MSP430内核进行控制,所以获得的结果精准度也较高[11],且该芯片上留有3个ADC引脚,这就为后续拓展留下空间。RF430FRL152H可以通过工作频率在13.56MHz的外部射频天线的电感耦合方式通过读写器天线无线提供能量,且其电源引脚都可以单独引出来再为外围电路进行供电,这在后续应用中也会涉及到。其典型应用框图如下所示:
RF430FRL152H芯片符合上述低功耗,集成度高,性能好的芯片要求。RF430FRL152H引脚图及其参考设计如下所示,可以看到由于其集成度高,许多功能在片内可以完成,因此其外围电路较为简单,后续拓展功能也较为方便。
NFC标签在其射频前端上的天线接收到读写器端天线传输来的能量时,RF430FRL152H的会在内部进行能量的收集、整流处理。从整流后的能量便可供给整个标签端使用,其VDDSW在RF供能时,恒定输出1.5V。其主要电源输出如下表所示:
表 主要引脚电源输出值
电源 |
引脚 |
电压(V) |
电流(uA) |
VDDSW/VDDR |
PIN 3 |
1.5 |
450 |
VDDH |
PIN 23 |
1.86 |
600 |
VDD2X |
PIN 7 |
2.9 |
150 |
VDD2X |
PIN 7 |
2.7 |
90 |