关于需求电池供电的便携式体系，功率问题成为电路规划考虑的重要因素之一。芯片电路的功耗首要来自开关的动态功耗和漏电的静态功耗。动态功耗首要是电容的充放电(包含网络电容和输入负载)以及P/N MOS一起翻开构成的瞬间短路电流。静态功耗首要是分散区与衬底构成二极管的反偏电流和关断晶体管中经过栅氧的电流。作业时序及软件算法规划有缺点，会下降体系作业功率、延伸作业时刻，也会直接添加体系能量的耗费。本文将详细论述低功耗规划理念在根据MSP430和MFRC522的非触摸式读写器上的运用与完结。
模块电路规划
体系选用MSP430F413单片机和MFRC522射频芯片。为简化体系结构，本体系仅由低电压报警单元、MCU单元、射频收发单元、天线、红外发射接纳以及外围信号组成。
本体系选用的是SPI接口办法，其衔接图如图1所示。
图1 MCU与射频接口及下载接口图
MSP430选用JTAG接口下载仿真程序。为了进一步削减功耗，在体系处于休眠形式时可经过指令封闭SPI接口和MCU中无用的端口。
射频卡读写器选用电感耦合式天线，首要用于发生磁通量，而磁通量用于向射频卡供给电源并在读卡器与射频卡之间传输信息。当一个RFID体系正常作业时所需的磁感应强度B一守时，安培匝数NI由环形天线的边长a以及标签和读写器天线的间隔x来一起决议。其关系式为：
电感耦合式天线的特征值首要有品质因数(Q)和谐振频率。一般来说，Q一方面衡量能量的传输功率，另一方面也衡量频率的选择性。关于并联谐振回路，Q能够界说为：
Q=2πfRC=R/(2πfL)(f在本体系中为13.56MHz) (2)
式中：f为谐振频率;R为负载电阻;L为回路电感;C为回路%&&&&&%。Q值越高，天线的输出能量越高，但是太高的Q值会搅扰读写器的带通特性，然后无法遵照协议规范。一般来说，Q=20时，整个体系的带通特性与带宽都比较好。RFID体系中的品质因数一般在10~30内取值，最大不要超越60。
MFRC522从TX1和TX2引脚发射的信号是已调制的13.56MHz载波信号，辅以多个无源器材完结匹配和滤波功用，以直接驱动天线。其匹配电路和信号接纳电路如图2所示。
图2 天线匹配电路
红外发射接纳电路部分的规划意图是为了节约电源开支，当体系处于休眠形式时中止发射无线电波，可外加一个红外对管来检测是否有卡进入天线规模。当红外接纳管接纳到外界有卡时当即进入中止，跳出休眠形式，对外发射无线电波，并进行相关的操作。这种经过指令连续翻开红外发射管检测是否有卡再进入中止唤醒CPU 和翻开天线的办法缩短了天线和红外管的电流耗费，然后节约了功耗。
软件规划
CPU的运转时刻对体系的功耗影响很大，所以应尽或许缩短其作业时刻，使体系较长时刻处于休眠或低功耗形式。当体系上电完结初始化操作后当即进入休眠形式，只要当红外接纳管接纳到信号时发生中止才翻开天线进入作业形式。其中止服务程序如下：
#pragma vector=PORT2 _VECTOR__interrupt void Port_2(void)
{ LPM3_EXIT; //退出休眠
PcdAntennaOn(); //敞开天线
PcdReset(); //RC522复位
P1OUT = 0xFF; //翻开SPI接口
station=1; //转入作业形式
P2OUT|=BIT6; //LED亮
P2IFG&= ~(BIT7); //铲除符号}
图3是程序运转的流程图。
图3：程序运转流程
MSP430有五种低功耗形式，本体系选用的是LPM_3，此刻DC发生器的DC电流被封闭，只要晶振活动。用晶振做体系主时钟和守时器时钟源，对红外接纳管脚中止使能界说，使红外发射管每隔0.24s发射一个0.03ms的脉冲，连续地检测在天线规模内是否有卡，有卡时红外接纳管发生中止进入中止服务程序。这样让I/O口间歇运转既不影响正常读卡也能节约电能。
尽量削减CPU的运算量，将一些运算的成果预先算好，放在Flash里，用查表的办法替代实时核算，需求运算时最好运用分数运算，尽量防止浮点数运算。界说变量时，尽量运用字符型变量。削减CPU的运算量能够有用下降CPU的功耗。
总结
本文使用MSP430单片机的中止、守时、运算等功用，借助于软件优势，及MFRC522的低电压，小体积等特色，使读卡器读卡间隔为0~60mm，休眠形式的电流<10μA，作业形式时电流约为150mA，延伸了电池的寿数，添加了体系牢靠运转的时刻。
参考文献：
1. 魏小龙.MSP430系列单片机接口技能及体系规划实例.北京:北京航空航天大学出版社,2002, 11
2. 胡大可.MSP430单片机C言语程序规划与开发.北京:北京航空航天大学出版社,2003, 1
3. 马晓颖. 射频%&&&&&% MFRC522在智能仪表中的运用
