Cortex-M0的RFID讀卡器電路設(shè)計方案

　　主控芯片NXP LPC812：LPCS00 系列是基于ARM Cortex-M0+的低成本32 位MCU 系列產(chǎn)品，工作時CPU 頻率最高可達(dá)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)議無線近場芯片中的一員，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（包括I2C 和I2CL 模式）三種。另外，它的安全性比上一代更高，支持安全訪問模塊（SAM）的連接。

　　模塊硬件設(shè)計

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

　　主控芯片電路設(shè)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(shè)計的是小模塊，所以選用了sO2O 塑料小型封裝。由于LPC812支持通過開關(guān)矩陣將特殊功能分配到某個I/O 引腳，所以在設(shè)計原理圖的時候可以充分考慮將某個功能分配到哪個引腳上既方便布線、性能又好。另外，本次設(shè)計中LPC812 內(nèi)置的1%精度的12 MHz 內(nèi)部RC 振蕩器作系統(tǒng)時鐘。主控芯片電路如圖2 所示。

　　射頻芯片電路設(shè)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 面正中間一個正方形的面，這個面必須良好接地，否則會出現(xiàn)些奇怪的現(xiàn)象。SLRC610 支持SPI、I2C 總線、I2CI 和UART 四種接口，它會在掉電復(fù)位后通過IFSEL0 和IFSEL1 電平組合來判斷當(dāng)前主機接口類型。本次設(shè)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。

　　天線的匹配電路包含一個EMC 低通濾波器（L1、L2、C5、C6），一個匹配電路（C3、C4、C7～ C1O），一個接收電路（R2、R3、C15）和天線本身。接收電路的元件值需被特別設(shè)計并根據(jù)板子實際情況調(diào)整。本次設(shè)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，且天線線圈是內(nèi)置在PCB 中間層，以方便應(yīng)用，減小體積。

　　本模塊設(shè)計中采用的是較新的主控和射頻芯片，價格較低，性能又強，而且在很長一段時間內(nèi)不會有供貨、價格等方面的問題。LPC800 系列既增加了開關(guān)矩陣等實用的功能，方便用戶電路設(shè)計，也集成了老一代單片機的ISP 升級功能。本文詳細(xì)描述了這兩顆芯片的使用方法以及對模塊的調(diào)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、讀寫卡距離遠(yuǎn)等特點，使用起來很方便，具有較高的應(yīng)用價值。