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基于MSP430F2012和nRF24L01的有源RFID标签的应用设计

2016-08-20 07:36:03      点击次数:
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  RFID

  图1 系统结构框图

  2.2芯片选择及低功耗设计

  TI推出的MSP430系列单片机是16位Flash型RISC指令集单片机[3],以超低功耗闻名业界。

  MSP430F2012芯片工作电压仅为1.8~3.6V,掉电工作模式下消耗电流为0.1μA,等待工作模式下消耗电流仅为0.5μA.本设计中,MSP430F2012被长时间置于等待工作模式,通过中断唤醒的方式使其短暂进入工作状态,以节省电能。MSP430F2012具有3组独立的时钟源:片内VLO、片外晶振、DCO.其中,片外时钟基于外部晶振;DCO由片内产生,且频率可调。显然,主系统时钟频率的高低决定着系统的功耗,尤其是选择了高速片外晶振的情况下,因此,MSP430F2012提供了在不同时钟源间进行切换的功能。在实际设计中,通过实时重新配置基础时钟控制寄存器以实现主系统时钟和辅助系统时钟间的切换,既不失性能,又节约了能耗。

  MSP430F2012具有LPM0~LPM4五种低功耗模式,合理的利用这五种预设的模式是降低MCU功耗的关键,本设计中,MSP430F2012在上电配置完毕后将直接进入LPM3模式,同时开启中断,等待外部中断信号。此外,由于MSP430F2012是一款多功能通用单片机,片内集成了较多功能模块,在上电配置时即停止所有不使用的功能模块也能起到降低系统功耗的目的。

  nRF24L01是Nordic公司开发的2.4GHz超低功耗单片无线收发芯片,芯片有125个频点,可实现点对点和点对多点的无线通信,最大传输速率可达2Mbps,工作电压为1.9~3.6V[4]。为了凸显其低功耗性能,芯片预置了两种待机模式和一种掉电模式。更值得一提的是nRF24L01的 ShockBurstTM模式及增强型ShockBurstTM模式[4],真正实现了低速进高速出,即MCU将数据低速送入nRF24L01片内 FIFO,却以1Mbps或2Mbps高速发射出去。本设计正是利用了增强型ShockBurstTM模式,使得MSP430F2012即便在 32768Hz低速晶振下也能通过射频端高速的将数据发射出去,既降低了功耗,又提高了效率,增强了系统防冲突和应付移动目标能力。大电流电感

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