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低成本实现 MCU 非接触式数据交互

2019-07-09

目前最常见的无线数据传输技术有Zig-Bee、蓝牙以及Wi-Fi等,它们各有优缺点和不同的应用场合。是不是这些技术就能满足所有产品需求呢?其实不然,只有适合自己的才是最好的。本文将介绍一种基于NFC的近距离非接触式无线数据传输技术,它的传输距离是10-100mm,传输速率最高可达848kbps。对于对传输距离和传输速率没有太高要求,但是对操作简捷快速性、多功能性以及成本控制要求较高的用户来说,它似乎是同类产品中的最佳选择。那么它是如何实现的呢?下面就跟着小编一起来认识这个时代的新生儿吧。7Y4电子头条

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一、认识NFC通道芯片7Y4电子头条

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NFC是一种新的近距离无线通信技术,使用一颗NFC芯片可以大大提高我们生活的便捷性。那么NFC通道芯片和NFC芯片有什么区别呢?众所周知,NFC芯片具有读卡器、卡模拟和点对点三种工作模式。而NFC通道芯片就只有卡模拟和点对点两种工作模式,这也就体现了它在使用上的低成本特性。7Y4电子头条

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1. 芯片简介7Y4电子头条

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FM11NC系列芯片是复旦微电子公司开发的符合ISO/IEC 14443-A协议的NFC通道芯片。如图1所示,芯片有I2C和SPI两种接口版本,可以完成I2C/SPI接口和NFC非接触接口之间的数据交互。7Y4电子头条

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FM11NC系列芯片可以为只有接触接口的通用MCU提供一个非接触的通信通道,使通用MCU可以和读写器进行即时或非即时的数据交互。即时的数据交互通过芯片内置的FIFO完成,非即时的数据交互通过芯片内置的高可靠性EEPROM完成。7Y4电子头条

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FM11NC系列芯片可提供非接触场能量对外供电,VOUT引脚可配置最大输出电压3.3V,最大输出电流5mA,配合低功耗MCU,可应用一些便携式NFC应用。7Y4电子头条

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2. 芯片特点7Y4电子头条

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以FM11NC08为例,其主要具有以下特点:7Y4电子头条

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• 通信协议:ISO/IEC 14443-A;7Y4电子头条

• 工作频率:13.56MHz;7Y4电子头条

• 内置8kbit EEPROM(用户区7200bit,FM11NC00系列芯片不带EEPROM);7Y4电子头条

• 三种通道工作模式可以选择:ISO14443-3模式、ISO14443-4模式、AFE透明传输模式;7Y4电子头条

• 非接触端具有防冲突功能;7Y4电子头条

• 非接触数据传输速率:106kbps、212kbps、424kbps、848kbps;7Y4电子头条

• 非接触端采用16bit CRC保证数据完整性;7Y4电子头条

• 非接触端7字节UID,两重防冲突;7Y4电子头条

• SPI最大时钟频率:10Mbps;7Y4电子头条

• I2C最大时钟频率:1Mbps;7Y4电子头条

• 双界面共享32字节数据缓存FIFO;7Y4电子头条

• 场能量对外供电功能,输出电压和电流可配置。7Y4电子头条

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二、建立数据交互通道7Y4电子头条

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如图2所示,MCU只需要提供一个SPI/I2C接口即可访问NFC通道芯片的EEPROM和FIFO,以建立与NFC设备之间进行数据交互的通道,使用简单且数据稳定可靠。在整个通讯过程中使用被动通讯模式,由发起端也就是NFC设备负责产生RF场,而目标端在负载调制方式下响应发起端的命令。7Y4电子头条

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ZLG立功科技基于此开发了全套FM11NC系列芯片的驱动包,编写了详细的操作说明手册,方便客户快速上手使用。该驱动包提供以下几个功能:7Y4电子头条

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• 芯片EEPROM访问接口函数;7Y4电子头条

• 芯片寄存器访问接口函数;7Y4电子头条

• 芯片FIFO操作函数;7Y4电子头条

• 芯片和NFC主设备数据收发函数。7Y4电子头条

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使用NFC通道芯片实现MCU非接触式数据交互不仅使用简单,操作也极为方便快捷。设备之间无需进行配对连接等操作,只需要将两个设备轻轻一靠即可实现数据交互。7Y4电子头条

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NFC通道芯片的多功能特性决定了其在多领域的应用。它不仅可以为外部MCU供电,而且它的卡模拟工作模式可应用于门禁控制、交通关卡等方面;点对点工作模式可应用与设备固件升级、蓝牙和Wi-Fi匹配、智能家居等场景。7Y4电子头条