atmel低频唤醒收发芯片低功耗设计

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1、集成电路应用%’’()*+,)-.-/0.,123+,145)3*6),7应用!"#$%低频唤醒收发芯片降低功耗的设计金允霖!赵春宇Y上海交通大学信息检测技术与仪器系智能所!上海8KK8

2、"前者无需使用电池但传输距离有限#I7+$%后者通图7中粗黑框部分的功能模块是本文所关注的重点"过电池供电使得传输距离得到大幅提升#J7KK+$!而钮!"!读头端!#$%&$#"硬件设计扣电池的容量有限&为在有限的电池容量下使得电子标因为对读头端的功耗要求并不严格!所以!A#选签的寿命达到最大化!常用的解决方案是给标签设定一用了BO,P,4*公司的/BAQ?8"这一系列的单片机是增强个定时唤醒机制!但唤醒的时间间隔不能过长!否则不能的97内核单片机!功能相当丰富!包含了DCA+BR!+及时响应读头&这样不论读头有无读取信息需求!标签都捕获等功能"另外!接口相对丰富!包

3、括串口+NBH接口在发送数据!消耗能量%另外定时唤醒需要时钟电路工及H8A接口!可以方便地扩展H>S端口同上位机通讯"作!意味着!A#不能进入彻底休眠状态&因此定时唤醒/%-’()*+,--.’的芯片选用D-+.P公司的D&D98TU"该不能达到最佳的节能效果&本文主要针对这一问题!引入芯片通过一个,单线双向-接口.CHS4,)$!由外部!A#低频唤醒机制!为电子标签节能提供另一条有效途径&控制+配合天线线圈发射7891@:低频载波传送数据和!系统工作原理及硬件设计能量/芯片的工作电压为VW8

4、压控振荡器Z给接口逻辑门电路和门驱动逻辑电路签端#&DL$和读头端#EMDCME$两大部分组成&标签端提供时钟&当天线半桥处于非激活状态时!XAS工作在自主要包括’!A#*()对标签进行控制兼有数据处理存储振荡模式!频率范围在789!Y7"V[Z1@:%当天线半桥处于的功能%传感器**具体实现取决于E%HC系统的应用激活状态时!XAS工作在谐振跟踪模式**通过检测天场合!如在胎压检测&B!N系统中包括压力+温度传感线/A电路自身谐振时的电流过零点产生XAS的时钟器!在集装箱物流管理中可能包括温湿度+光感传感器频率&芯片驱动天线线圈的峰值电流是可调的!峰值电等%#$%-

5、’()*+,--.’**超高频数据发送模块!传输距离流最大可以达到7;9D!可以根据实际需要调整外部电可大于7KK+%/%0(1.234’.5.,6.’**低频唤醒接收模阻.!"!$阻值使得天线发射不同功率&峰值电流和电阻块!如检测到有满足协议的7891$:信号!则产生动作唤阻值的关系如下’醒!A#"读头端主要包括’!A#**负责对超高频接收9K1!#$%&$’T9K+D!Y7Z模块+低频信号发送模块的控制及与上位机的通讯%!(!此外!D&D98TU还整合了电路诊断和自保护功能&#$%’.5.,6.’**超高频数据接收模块!接收标签端发送如果发送的序列正常!它将在数

6、据发送结束后约7U+*出的超高频信号%/%-’()*+,--.’**低频发送模块!负责在CHS给出一个大约89U"*的负脉冲&在发送过程中!8;<=>?79!@:&D=EFDCFE如果检测到有下面三种情况!则认为有错#$%误’Y7Z供电电压CXAA小于U;9X%Y8Z谐振频#$%#$%传连接&’()*+,--.’’.5.,6.’率不在QK1@:和7UK1@:之间%Y?Z天线电流感!"#到BA!A#器或BCD超出公式Y7Z的设定范围79[&一旦发生错/%0(1.234/%/%的接口误!它会在发送完后约7U+*在CHS给出一’.5.,6.’-’()*+,--.’

7、电池7891$:个78V"*的负脉冲&电路会在电压超过?7X或芯片过热情况下!启动自保护&图7EGHC系统结构构成9Q集成电路应用%’’()*+,)-.-/0.,123+,145)3*6),7图4中"567894通过631:脚控制;<;24:/"=>?平时系列的单片机在低功耗方面有着显著的优点#在414D$处于高电平"一旦有低电平则;<;24:/由待机模式进入3LFG系统时钟的运行环境下"工作电流为420!;#而进发送模式#对应=>?低电平时!3和"@组成的串联谐振入56L@待机模式下"耗电量仅为013!;#L(6@90的63$电路开始起振"能量通过