TOP1 依据NFC技能操控的电子钱包电路规划
NFC具有双向衔接和辨认的特色，作业于13.56MHz频率规模，作用间隔挨近10厘米。NFC技能在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190结构下推进规范化，一同也兼容运用广泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica规范非触摸式智能卡。PN544契合欧洲电信规范协会（ETSI）拟定的最新NFC规范，可以为手机制造商和电信营运商供给彻底兼容的渠道，用以推出下一代NFC设备和服务：PN544彻底兼容现已发布的一切经过单线协议（SWP） 衔接SIM卡和主机操控器接口（HCI）的NFC规范。
NFC射频电路是由EMC滤波电路、匹配电路、接纳电路、天线等四部分组成。因为该体系是以13.56MHz的操作频率为根底。该频率由石英晶振发生。与此一同还会发生高阶谐波。为了契合内部电磁兼容性规矩，13.56MHz的三次、五次及五次以上的高阶谐波有必要恰当的遏止。所以该EMC电路装备为一LC低通滤波器，用来滤除高次谐波。
天线匹配电路规划
因为天线线圈自身是一个低阻抗的设备，为了可以把NFC IC 送出的能量以最大化的传递给天线 ，所以在天线与NFC IC间须加一匹配电路。消除因不匹配而构成的信号反射构成的能量丢掉。接纳电路由R127，C118，R128，C119组成，芯片内部发生的Vmid电位作为RX管脚的输入电位，为削减扰动，需用电容将Vmid接地。Vmid的偏置电压可以添加Rx脚的电压驱动。图2 所示的为NFC 射频接纳电路。
图2 NFC射频部分电路
本文的NXP有用的NFC电子钱包处理方案，以13.56MHz的操作频率为根底，以手机为交易渠道 ，由NXP PN544 NFC操控器 （PN65O内置了安全模块）和安全模块两大部分完结移动付出及数据交流功用，为电子付出供给快捷、安全、超凡体会。
依据NFC通用读卡器电路规划
在当时的许多RFID运用中，设备制造商纷歧定能决议客户选用什么收发器，特别是收发器芯片。因而，为了最大程度地进步自己在某个特定项目中中标的时机，设备制造商有必要供给这样的读卡器，要么它能支撑市场上尽或许多的收发器芯片，要么它自身至少是比较简略定制的。了要求其能支撑一系列协议、规范和收发器外，客户对读卡器或许还有其它功用性方面的要求，如高功用、防抵触、远/近感应间隔、移动性及功耗。但在单个读卡器中很难一同满意如此之多的要求。为了满意一切这些要求，制造商或许需求供给一系列可满意不同要求的读卡器。
EM4094是一个集成的收发器芯片，它可用于构建RFID读卡器的模仿前端模块。该芯片的数据传输及接纳链路答应传送和解码任何通讯协议，因而EM4094支撑一切EM公司的13.56MHz收发器芯片、ISO15693、ISO14443 AB、以及Sony Felica协议。经过恰当设定，EM4094乃至还可以与NFC设备通讯。本文将经过一系列的进程阐明一个硬件工程师应该怎样集成和运用EM4094 RFID读卡器电路。
图1：典型的运用电路装备。
天线驱动器输出电路规划
ANT1 和ANT2为天线驱动器的两个输出端，它们可同相或反相驱动，这使得有或许用不同的办法衔接读卡器天线，以及依据所挑选结构的不同发生四个不同功率等级的天线。EM4094还可与一个远端天线一同运用，此刻EM4094的输出阻抗（见图3）有必要与通讯线路阻抗相匹配。
图3：阻抗匹配电路。
若选用同轴电缆，那么在只运用一个天线驱动器的情况下，EM4094的输出阻抗将有必要在10欧姆（ANT1可选）和50欧姆之间进行调整；当两个天线并联运用时，EM4094的输出阻抗将有必要在5欧姆（ANT1可迁）到50欧姆之间进行调整。为了完结一个杰出的阻抗匹配，开发人员可凭借Smith图表挑选运用一个LC PI网络和挑选适宜的元件参数值。
假如读卡器天线可以与EM4094集成在同一块PCB板上，那么你可运用直接天线相连办法（见图2）。在这种情况下，天线和串联电容构成LC串联回路。这一回路的谐振频率为读卡器的频率。串联电阻用于按捺品质因数并将天线的电流设定在 EM4094的额定值以下。当天线作业在其谐振频率时，直接衔接天线可获得较高的功率。有关IC天线的不同衔接办法可拜见EM4094运用攻略。
图2：直接天线衔接。
收发器信号接纳
RFIN1 和RFIN2是该IC接纳链上的两个输入引脚，它们被EM4094用来解调收发器送过来的数据流，其引脚 上的电压有必要设定在GND和VDD之间，这两个解调输入有必要具有相同的功用和呈现出相同的灵敏度。合作一个外部匹配阻抗电路，这两个输入端可用于解调输入的相位或起伏调制信号。未运用的输入脚应当经过一个10nF的电容接至模仿地。输入引脚的高灵敏度使得读卡器即便在电子标签的最小电源级别上仍能有较远的读取间隔。
TOP2 选用PN512的NFC驱动电路规划
NFC技能原理：支撑NFC的设备可以在卡操作或读写器形式下交流数据。在读写器形式下，发动NFC通讯的设备，也称为NFC建议设备（主设备），在整个通讯进程中供给射频场（RF-field）。它可以挑选106kbps、 212kbps或 424kbps其间一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC方针设备（从设备），不用发生射频场，而运用负载调制（load modulaTIon）技能，即可以相同的速度将数据传回建议设备。此通讯机制与依据ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非触摸式智能卡兼容，因而，NFC建议设备在读写器形式下，可以用相同的衔接和初始化进程检测非触摸式智能卡或NFC方针设备，并与之树立联络。
依据NFC的无线通讯体系电路规划
在许多场合有线通讯技能并不能满意实践需求， 比方在野外恶劣环境中作业。运用无线射频通讯芯片构建的通讯模块， 用单片机作为操控部件， 合作必定的外围电路就能很好地进行两地空间区域信号对接， 完结自在数据通讯， 处理了无线通讯的技能难题。而且其具有硬件结构简略、保护便利、通讯速率高、功用安稳等长处， 能在电子通讯业得到广泛运用。本文的操控部件选用AT 89C51 型单片机。因为这种芯片只要SPI 通讯接口， 而现在常用的单片机都没有这种接口， 因而需求对该芯片的通讯时序进行模仿，所以在操控器里编程时要严厉依照芯片作业时序进行。
NRF24L01 芯片构成的通讯模块电路规划
NRF24L01 芯片通讯模块电路中心器材NRF24L01 合作网络晶振、解耦电容、偏极电阻一同作业结构安稳射频通讯模块。该芯片是贴片结构， 模块占用空间少， 如图2 所示。
图2由NRF24L01 芯片构成的通讯模块电路图。
体系通讯电路规划
体系通讯电路如图所示。本电路中运用单片机AT89C51作为操控芯片， 对NRF24L01 主通讯模块的接口时序模仿和对数据的发送与接纳进行处理。
图3电源电路图。
图4体系通讯电路图。
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TOP3 PC 机通讯电路规划
假如单片机通讯电路与单片机通讯电路通讯， 则两个硬件电路和图4 相同， 仅仅在软件规划时需在每个通讯端设定不同的通讯地址， 以辨认每个通讯端口。若是单片机通讯电路与PC 机或许具有COM 口的设备电路通讯， 则需求一个转接电路， 其硬件电路如图5 所示。
图5 SPI 接口与MAX232 通讯硬件电路图。
在图5 所示的电路中， 单片机左边是一块MAX232芯片， 其作用是将PC 机中的232 电平与单片机的T TL 电平匹配。最左边是9 芯母接头， 在运用时可接在计算机COM 口上与计算机通讯。单片机右侧接一块射频通讯模块。因为此块单片机相同没有SPI 接口， 所以需求用一般接口软件模仿SPI 接口， 其编程要严厉按SPI 端口的通讯逻辑时序。
无电池近场通讯键盘电路规划
此处理方案运用近场通讯 （NFC） 技能完结了无电池键盘。中心部分是可以由主机微操控器读写的 TI 动态 NFC 标签。支撑 NFC 的手机可以快速发现并辨认该键盘，然后在键盘和运用程序之间树立衔接。此规划是无电池体系（即，无需电池即可作业），客户可以运用该体系构建具有优化尺度的产品（例如薄键盘）以及分量更轻的产品（例如易于带着）。
NFC产品在智能电视中的运用电路规划
NFC近场通讯（Near Field CommunicaTIon）是一种短间隔的高频无线通讯技能，答应电子设备之间进行非触摸点对点数据传输（在十厘米内）交流数据。这个技能由射频辨认技能（RFID）演化而来，且向下兼容RFID.经过在智能电视运用NFC技能，便于智能手机等设备和电视机完结快速配对，共享内容。也可以完结带NFC功用遥控器与NFC电视的轻松配对，镜像形式在几秒内就能激活，并开端向大屏幕或家庭影院上传输流媒体内容。其实NFC技能也用在蓝牙的配对，手机付出，信息直接的交互与保存等运用。
TRF7970A模块硬件电路规划
TRF7970A是一款13.56MHz RFID高集成度的射频前端芯片，彻底支撑NFC的协议规范，经过对该芯片的ISO Control寄存器进行装备，可以设置成为不同形式的作业状况；TRF7970A支撑SPI和并口两种通讯接口形式，宽电压（2.7V~5.5V）供电，内部集成了LDO，支撑5种电源管理形式，在5V供电的情况下输出功率可达200mW。接纳回路有两路（RX1和RX2 ），相位相差90度，确保接纳的安稳和牢靠性，其根本的硬件电路如下图所示：
TRF7970A天线匹配电路构建
TRF7970A天线是一款50欧姆的阻抗匹配天线，其根本的匹配电路如下所示：
因为天线的原料和尺度巨细纷歧样，每一款出产出来的TRF7970A天线匹配电路天线都要做完好的天线匹配，依据规划的体系Q值，天线的电感值来对射频前端的参数进行完好的匹配。
TOP4 RF430CL330H 模块硬件电路规划
RF430CL330H是一款满意NFC Type 4的动态标签，支撑ISO/IEC14443 Type B，支撑SPI和I2C接口，有RF唤醒功用的一款动态标签；其根本的硬件电路如下：
从该原理图可以看出，外面很少的外围器材就可以集成到其他芯片外围电路上去，以完结快速的NFC功用。在该遥控器项目中，RF430CL330H及外围电路集成到遥控器的电路上，仅仅把线圈拿出来作为一个独立的模块，这样便于读写操作。
跟着NFC近场通讯功用的不断遍及，以其传输速率快，安全性高级特色，在不同的范畴都有着广泛的运用。尤其在授权，付出，蓝牙以及WIFI配对方面有着杰出的优势，将NFC的运用引进智能电视，使得信息共享，通讯衔接愈加便利快捷，将可以极大提高用户体会。能添加用户体会的一同，NFC近间隔通讯还有哪些功用需求进一步完善呢？在未来发展远景又怎样？有太多的问题等候咱们去考虑，就此欢迎各位电子爱好者积极宣布主意。
选用NFC技能的无线遥控器体系电路规划
EEPROM与显现器电路规划
依据存储数据量的巨细，本实例挑选的EEPROM为AT24C02，串行EEPROM是依据I2C总线的存储器材，遵从二线制协议，因为其具有接口便利，体积小，数据掉电不丢掉等特色，在仪器仪表及工业主动化操控中得到很多的运用。SCL为串行时钟输入管脚，用于发生器材一切数据发送或接纳的时钟。 SDA为双向串行数据/地址管脚，用于器材一切数据的发送或接纳。A0、A1、A2为器材地址输入端，用于多个器材级联时设置器材地址。当这些脚悬空时默认值为0，当运用AT24C02时最大可级联8个器材，假如只要一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚A0、A1、A2可悬空或衔接到GND。 WP为写保护，假如WP管脚衔接到VCC，则一切的内容都被写保护，只能读。当WP管脚衔接到GND或悬空时答应对器材进行正常的读/写操作。
遥控器具有温度显现功用，本体系挑选了SMS0301C3规范段型液晶显现模块（LCM），为段型液晶显现器（LCD），可显现3位数字及6段提示符及2个小数点，微功耗，可与单片机选用三线式串口衔接，广泛运用于手持式仪器仪表。SMS0301C3结构如图6所示：
电路原理图
本体系遥控电路原理图如图所示，主操控板电路原理图如图8所示，无线发射数据十位与设定温度对应如所示，无线发射数据个位与设定温度所示：
PT2262的供电电源VC由单片机供给，单片机输出引脚D0～D5输出的高电平经过二极管1N4148为PT2262供电。当没有无线发射信号时，D0～D5为低电平，VC也为低电平，PT2262不作业;当有无线发射信号时，D0～D5会发生高电平，D0～D5之中任何一个发生高电平都会使 VC变为高电平，PT2262才会作业。D0～D5为无线发射数据位，经过单片机引脚输出给PT2262，然后经过无线模块发射出去。
LEDJIA为按键“JIA”指示灯，当按键“JIA”按下则LEDJIA闪耀一次;LEDJIAN为按键“JIAN”指示灯，当按键 “JIAN”按下则LEDJIAN闪耀一次;LEDON为按键“ON_OFF”指示灯，当按键“ON_OFF”按下则LEDON闪耀一次。 PT2272L6经过射频接纳模块接纳无线信号，并把解码得到的6位数据信号经过P2口低6位送给单片机。然后单片机对此信号进行解码，计算出设定温度，然后依据实践温度与设定温度的比较，由单片机输出相应的操控信号，完结恒温操控功用。
TOP5 选用NFC技能的无线通讯体系接口与复位电路模块规划
短间隔无线传输具有抗干扰功用强、牢靠性高、安全性好、受地舆条件约束少、设备灵敏等长处，在许多范畴有着广泛的运用远景。低功耗、微型化是用户对当时无线通讯产品尤其是便携产品的实践需求，短间隔无线通讯逐步引起广泛重视。常见的短间隔无线通讯有依据802.11的无线局域网WLAN、蓝牙 （blueTooth）、HomeRF及欧洲的HiperLAN（高功用无线局域网），但其硬件规划、接口办法、通讯协议及软件仓库杂乱，需专门的开发体系，开发本钱高、周期长，终究产品本钱也高。因而这些技能在嵌入式体系中并未得到广泛运用。一般RF产品不存在这些问题，且短间隔无线数据传输技能老练，功用简略、带着便利，使其在嵌入式短程无线产品中得到了广泛运用。
单片机的时钟电路和复位电路：单片机时钟电路规划中，挑选晶振频率11.059 2 MHz，约好PC机和单片机的通讯速率为9 600 b/s，并挑选相应电容与单片机的时钟引脚相连构成时钟回路。在复位电路规划中，选用复位引脚和相应的电容、电阻构成复位电路。单片机与PTR2000接口原理电路如图所示。
单片机与PTR2000接口电路：AT89C52 单片机首要完结数据的收集和处理，向PTR2000模块发送数据，并接纳由PC机经过PTR2000 传送的数据。和单片机相连的PTR2000模块首要将单片机的待传数据调制成射频信号，再发送到PC机端的PTR2000模块，一同接纳PC机端的 PTR2000模块传送的射频信号，并调制成单片机可辨认的TTL信号送至单片机。单片机的RXD和TXD引脚别离和PTR2000的DO和DI引脚衔接，完结串行数据传输；决议PTR2000模块作业形式的TXEN、CS、PWR 3个引脚别离和单片机I/O操控口的P2.0~P2.2相连，PTR2000作业时，由单片机中的运转操控程序实时操控其作业形式。
该接口电路规划首要需进行电平转化。PC机的串口支撑RS-232规范，而PTR2000模块支撑TTL电平，挑选MAX232器材进行两者间的电平转化，接口电路如图所示。PTR2000模块进行串行输入、输出，引脚DI、DO经过电平转化器材和PC机串口相连；PTR2000的低功耗操控引脚。 PWR接高电平VCC，即PTR2000固定作业在正常作业状况；频道挑选引脚CS接GND低电平，即选用固定通讯频道1，固定作业在433.92 MHz;PC机串口的RTS信号操控TXEN引脚，以决议PTR2000模块何时为接纳和发射状况。PC机和串口的传输速率设定为9 600 b/s，和单片机坚持一致。
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TOP6 依据单片机的多机无线近间隔通讯体系电路规划
现代通讯技能的迅速发展使得许多运用范畴都选用无线的通讯办法进行数据传输。编解码芯片PT2262、PT2272组成的电路，因为具有体积小、功耗低、功用强、本钱低一级特色，广泛运用于各类的无线遥控器、无线报警器以及玩具等其他小型电器设备。可是，这种电路很少用在多个字节数据的通讯方面，具有必定的局限性。本文首要介绍运用433 MHz高频发射模块和接纳模块来制作多机无线ASCII码格局的短信通讯。该通讯办法是在433MHz高频发射模块和接纳模块的根底上自己界说无线传输协议，完结恣意两机之间的多个字节数据通讯。
主机电路的规划
因为体系触及的程序量比较大，所以要求Flash程序存储器的存储量不能太小;对发射和接纳的短信进行存储，要用到EEPROM数据存储器模块，EEPROM数据存储器存储的内容掉电时不会丢掉;接纳解码需求脉宽的捕捉和比较功用，要用到捕捉/比较/脉宽调制CCP模块;发射、接纳以及时钟均要用到独立的定时器，所要求的定时器的个数不少于3个。依据规划需求，选用Microchip公司的PICl6F877A芯片作为体系的主操控器。该电路首要由主控芯片、晶体振动电路和在线仿真接口组成，如图2所示。规划中运用MCLR、RB6、RB7三个接口作为在线仿真接口。
发射和接纳电路的规划
选用433 MHz高频发射和接纳模块。433 MHz的高频发射电路在操控脚为高电平常起振并发射等幅高频信号，当操控脚为低电平常中止振动。因而，可以用操控脚对高频电路完结起伏键控（ASK调制），相当于调准则为100%的调幅。当接纳模块接纳到433 MHz的等幅高频信号时，信号脚就输出高电平，不然输出低电平。所以接纳信号脚的凹凸电平改变会与发射操控脚的凹凸电平改变相对应。多个接纳模块可以一同接纳到同一个发射模块发射的信号，可以完结一机发送，多机一同接纳。图3所示电路是高频433 MHz载波的发射和接纳模块。433 MHz的高频发射电路在操控脚B5为高平常，三级管T1导通，T2射级接地起振并发射等幅高频433 MHz的信号;当操控脚B5为低电平常，就中止振动。因而，可以用操控脚B5对高频电路完结起伏键控（ASK调制），相当于调准则为100%的调幅。当接纳模块接纳到433 MHz的等幅高频信号时，信号脚就输出高电平到C2口，若未收到433 MHz的等幅高频信号则输出低电平。所以接纳信号脚的凹凸电平改变会与发射操控脚的凹凸电平改变相对应。例如给B5引脚输入图4所示的波形，那么在接纳模块的C2引脚上也将呈现相同的波形。留意，B5和C2的操控信号别离由主控芯片PICl6F877A的RB5和RC2宣布。
液晶外围操控电路的规划
选用诺基亚3310 LCD显现模块。该LCD为84&TImes;48点阵的液晶屏，一屏可显现4×7个（12×12点阵）汉字，或6×14个（6×8点阵）英文、数字、标点符号等字符。该液晶显现器轻浮矮小、低功耗电量，常用于手机显现。液晶外围电路如图5所示。
本规划中，诺基亚33lO LCD用3 V的电压供电。其间，1引脚是电源脚，6引脚接地线，2引脚为SCLK，3引脚为SDIN。4引脚为数据/地址挑选端，别离给4引脚凹凸电平，可以操控单片机对诺基亚3310 LCD写数据或许写指令。5引脚为使能端，低电平有用。8引脚为复位端，低电平有用。11引脚接背光灯电源的正级，12引脚接背光灯电源的操控级。9、 10引脚为诺基亚3310 LCD自带的喇叭，此喇叭用单片机来操控的声响作用并不抱负，所以改用直流自带振动蜂鸣器。为了防止蜂鸣器和背灯火作业时对液晶电源构成影响，蜂鸣器和背灯火由5 V的电源来供电，与液晶电源分隔。
TOP7依据NFC技能的无线抄表检测体系电路规划
现在我国首要是依托人工抄表收费，但存在入户难、企业管理费用开支高、功率低一级许多问题，已不能适应社会发展要求．智能化网络主动抄表体系成为必定趋势。而主动抄表技能的关键是改造传统的电表电量计量，即传统电表的电量检测与操控是完结主动抄表的中心。完结办法很多，如数字电表、依据%&&&&&%卡电表等，但我国许多用户仍是选用传统的磁电式电表。因而改造该电表是首要问题。传统的磁电式电表检测是运用红外检测、光电检测等办法，然后运用无线或红外发送办法传送到计算机或掌上机，以完结主动抄表。这儿提出的无线抄表检测体系是依据掌上无线近间隔抄表体系，检测电能表的转数，经过串行通讯口传送数据到掌上抄表器．然后操控断／送电。
光电检测模块
光电检测模块是精确丈量用户电表表盘转数。常用检测办法：红外线对射式和反射式。而选用红外线对射式办法完结该体系规划较杂乱，需将用户电表的表盘打孔。但选用红外线反射式办法较简略。只需在用户的表盘上做显着符号。因而该体系检测选用RPR220型反射式红外线辨认传感器。在用户的电表表盘的某处用暗色油漆做符号，选用 RPR220辨认无、有符号处，经过电压比较器比较输出凹凸电平信号，当检测到有符号时，比较器输出高电平，发光二极管不发光；当检测到无符号时，比较器输出低电平，发光二极管发光。图2为光电检测部分电路原理。
存储器模块模块规划
因为该体系检测模块需求贮存很多数据，并具有掉电主动保存数据功用，X24C45是按16×16办法安排的SRAM和EEPROM位对位构成的串行 256 位NOVRAM（非易失性SRAM），别的，X24C45具有上电时主动调出，掉电时主动存储（Autostore）数据的功用，所以这儿选用 X24C45完结数据存储功用。上电后，SRAM和EEPROM的数据相互传送。对SRAM操作，读写次数无任何约束。一旦电源电压降至4．3 V以下，数据便主动从SRAM保存到EEPROM中。为确保数据可以牢靠存入EEPROM，电源电压不能下降太快，其典型时刻为5 ms，带有%&&&&&%的体系中一般都可以满意。EEPROM具有1 000 000次的存储寿数，数据可保存100年以上。
X24C45的读写操作都是针对SRAM的，因而其读写次数无约束。X24C45内部有8位指令寄存器，单片机经过SK和DI进行拜访。在整个数据操作期间，CE有必要坚持高电平。图3为X24C45与AT89C51单片机的接口电路。
无线掌上抄表体系是以单片机为操控器，以其高功用、高速度、体积小、价格低廉、安稳牢靠的特色运用于该体系。处理了现在传统抄表中的入户难、企业管理费用开支高、查表收费人员作业条件差、功率低、劳动强度大等问题。主动抄表体系是我国抄表职业的必定发展趋势。
更多NFC规划热门与新闻资讯，可重视最新一期Designs of week：
