無電池NFC鍵盤設(shè)計(jì)方案

此解決方案使用近場(chǎng)通信（NFC）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無電池鍵盤。此解決方案的核心部分是可以由主機(jī)微控制器讀寫的TI動(dòng)態(tài)NFC標(biāo)簽。支持NFC的手機(jī)可以快速發(fā)現(xiàn)并識(shí)別該鍵盤，然后在鍵盤和應(yīng)用程序之間建立連接。此設(shè)計(jì)是無電池系統(tǒng)（即，無需電池即可工作），客戶可以利用該系統(tǒng)構(gòu)建具有優(yōu)化尺寸的產(chǎn)品（例如薄鍵盤）以及重量更輕的產(chǎn)品（例如易于攜帶）。

特性

●無電池解決方案

●標(biāo)準(zhǔn)PC/AT鍵盤字符集

●大于400個(gè)字符/分鐘的輸入能力

●MSP430 MCU和RF430CL330標(biāo)簽的功耗都約為20 mW

●用于能量收集的低成本PCB線圈天線

●提供Android測(cè)試工具和InputMethod應(yīng)用程序

原理框圖

無電池近場(chǎng)通信（NFC）鍵盤原理圖

硬件框圖

無電池近場(chǎng)通信（NFC）鍵盤硬件框圖

相關(guān)器件

1.（TI）MSP430FR573x MSP430FR572x混合信號(hào)微控制器

德州儀器（TI）MSP430FR573x系列超低功率微控制器由多個(gè)器件組成，這些器件特有嵌入式FRAM非易失性存儲(chǔ)器，超低功率16位MSP430 CPU，以及針對(duì)多種應(yīng)用的不同外設(shè)。此架構(gòu)，F(xiàn)RAM，和外設(shè)，與7種低功率模式組合在一起，針對(duì)在便攜式和無線感測(cè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)電池壽命進(jìn)行了優(yōu)化。FRAM是一款全新的非易失性存儲(chǔ)器，此存儲(chǔ)器將SRAM的速度，靈活性，和耐久性與閃存的穩(wěn)定性和可靠性結(jié)合在一起，總體能耗更低。外設(shè)包括一個(gè)10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），一個(gè)具有電壓基準(zhǔn)生成和滯后功能的16通道比較器，3條支持I2C，SPI，或UART協(xié)議的增強(qiáng)型串行通道，一個(gè)內(nèi)部DMA，一個(gè)硬件乘法器，一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC），5個(gè)16位定時(shí)器和數(shù)字I/O.

MSP430FR573x MSP430FR572x混合信號(hào)微控制器功能框圖

2.RF430CL330H動(dòng)態(tài)NFC接口轉(zhuǎn)發(fā)器

德州儀器（TI）動(dòng)態(tài)NFC接口應(yīng)答機(jī)RF430CL330H是一個(gè)NFC標(biāo)簽類型4器件，此器件將一個(gè)無線NFC接口和一個(gè)接線SPI或I2C接口組合在一起，將此器件與一個(gè)主機(jī)相連。SRAM內(nèi)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(dá)848kbps數(shù)據(jù)速率）進(jìn)行無線存取和更新。

這可實(shí)現(xiàn)針對(duì)替代載波的NFC連接切換，如同，低功耗（BLE），和Wi-Fi等，只需一次敲擊的簡(jiǎn)便且直觀的配對(duì)過程或認(rèn)證過程。作為一個(gè)常見NFC接口，RF430CL330H使得終端設(shè)備能夠與啟用NFC的智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦的快速增長(zhǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行通信。

RF430CL330H動(dòng)態(tài)NFC接口轉(zhuǎn)發(fā)器功能框圖

3.TPS70933具有反向電流保護(hù)的150mA、30V超低IQ、寬輸入、低壓降穩(wěn)壓器

TPS709xx系列線性穩(wěn)壓器是設(shè)計(jì)用于功耗敏感類應(yīng)用的超低靜態(tài)電流器件。一個(gè)精密帶隙和誤差放大器在溫度范圍內(nèi)的精度為2%.只有1μA的靜態(tài)電流使得這些器件成為要求極小閑置狀態(tài)功率耗散的電池供電類常開系統(tǒng)的理想解決方案。為了增加安全性，這些器件還具有熱關(guān)斷、電流限制和反向電流保護(hù)功能。通過將使能（EN）引腳下拉至低電平可將這些穩(wěn)壓器置于關(guān)斷模式。這個(gè)模式的關(guān)斷電流低至150nA（典型值）。

TPS70933功能框圖