低功耗读卡模块

 NFC和RFID读取器

------用MSP430以及TRF79XXA探测低功耗卡片的存在

 

摘要

NFC和RFID阅读器电池供电的应用必须一定受到的有限能耗以及实现产品的低成本的限制。在卡片存在检测的数年中已经出现了响应的技术和策略。本应用报告致力于提供给这样一种技术方案：相比于以前的卡检测解决方案，通过向现有电路添加简单的电路和小的固件控制逻辑来达到更先进的设计。此外，还简要概述了电池供电的RFID和NFC读取器的已知和常见实现方式的利弊，并提供了有关创新技术的深入详细信息和方法，使用德州仪器（TI）为我们的客户开发的MSP430（超低电源16位MCU）和TRF79xxA（高度集成的NFC / RFID读/写器IC系列）电池供电的NFC / RFID读取器应用程序和设计。

 

目录

1、系统设计决策标准

2、13.56MHz NFC / RFID开发系统

3、常用的NFC / RFID卡在场检测

4、超低功耗（ ULP）NFC / RFID卡在场检测

5、固件说明
6、实测电流消耗
7、卡检测和激活结果
8、摘要
9、参考资料
附录A TRF7970AEVM原理图修改

图清单
1、 TRF7970A EVM

2、机械或光学卡插槽

3、谐振器方法

4、电容式接近传感器方法

5、基于TRF79xxA的RSSI方法

6、ULP卡在场检测和NFC / RFID读取器电路

7、高频包络检测器

8、比较器A +框图

9、操作信号（RF，MOD CONTROL，DEMOD和CAOUT）
10、概念仿真电路
11、仿真结果
12、整个卡在场检测过程
13、现场无卡检测到

14、个NFC Type 2 / ISO14443A卡
15、总体流程图
16、详细固件流程（A部分）

17、详细固件流程（B部分）
18、有效期内的电流使用
19、 ISO15693检测和读取范围
20、ISO14443A检测和读取范围
21、ISO14443B检测和读取范围
22、原理图

表清单
1、比较器A +寄存器设置
2、电流消耗
3、每个轮询频率的平均电流

 

1. 系统设计决策标准
   低功耗NFC或RFID系统的设计人员和开发人员通常会列出一些关键要求，这些要求包括：
   由目标市场或重点终端设备直接驱动。这些要求可能包括：
   门禁控制（公司或工业建筑的门禁），数字门锁，“智能”电表（用于
   预付款，技术人员访问权或固件升级），便携式扬声器，手持式库存控制，
   手持数据记录收集或医疗诊断设备，以及移动或手持票务或
   付款终端。
   所有这些最终设备示例都具有类似的关键“关注点”，例如：
   •必须优化系统总成本。
   •电气设计–平台或模块化设计正变得越来越普遍，重点是可以在全球范围内部署-也就是说，一种可以在所有国家/地区使用的设计（例如13.56MHz基于TRF79xxA系列设备的系统）。
   •机械设计必须坚固，安全，并提供各种级别的防破坏保护。
   •用户友好和直观– NFC / RFID系统不在视线范围内，但用户永远不需要
   与他们进行交互的大量培训，因此设计必须始终使其易于获得用户体验。
   •低功耗比以往任何时候都更加重要，并且如稍后所述在实施时该文档可以成为真正的差异化和竞争优势。

13.56MHz NFC / RFID开发系统
TRF79xxA EVM（参见图1）是独立的开发平台，可用于评估和测试TRF7960A或TRF7970A RFID / NFC收发器IC的性能，定制固件，客户设计的天线以及客户定义的潜在应答器RFID / NFC应用。 我们使用这些EVM来演示该概念，以便其他人也可以独立地使用它们来重新创建和关联发现或对它们进行改进。 这个应用报告适用于系统开发人员。

                     图1  TRF7970A EVM

在此示例中，我们操作阅读器以完全嵌入式的模式在+ 3VDC而不是在+ 5VDC。这是有意进行的，它表明当使用常用的电池电源电压时，因为MSP430（MCU）和TRF79xxA的结合使用，检测距离和电流消耗两方面均可实现出色的性能。

3、常用的NFC / RFID卡状态检测
机械的或光学的–卡片插槽配有机械开关或断束检测器，激活后，将触发NFC / RFID卡的读取周期。
优点：功耗非常低，消费者和其他用户对此交互非常熟悉。
缺点：卡片形状因数限制，不够牢固（容易损坏或变得无法使用）。                                                                                      图2 机械或光学卡插槽

谐振器– NFC / RFID读取器配备了额外的谐振器，振荡器或晶体，以及
谐振线圈。 MCU使信号以短脉冲串（20至50 µs）的形式产生，并检测
天线阻尼。
优点：低功耗，无需其他机械组件
缺点：所需的其他电气组件：
•两根天线（RFID和卡嗅探器）或开关（能够以功率水平处理13.56MHz信号）
高达+ 23dBm）
•快速运行的第二个振荡器或晶体
•符合EMC法规（频率和准确性）
•检测距离

                                                                    图3 谐振器方法

电容式接近传感器– NFC / RFID阅读器天线还包括用于容式传感器。 电容式接近传感器由于具有“电”功能，因此可以检测“目标”物体带电。 因为即使非导体也可以保持电荷，这意味着几乎任何物体都可以用这种类型的传感器检测到。 读者将发送协议的激活命令，并传感器每次检测到任何变化都需要使用的卡类型。
优点：灵活的固件解决方案，可以实现良好的检测范围，可以与所有NFC / RFID一起使用卡类型。
缺点：高功耗，检测器正在测量电场，NFC / RFID卡正在使用磁场，这可以导致错误的触发和唤醒，并且实现还需要许多其他组件。

                                        图4  电容式接近传感器方法

TRF7960A或TRF7970A接收信号强度指示器（RSSI）– TRF79xxA系列阅读器IC内部采用双接收器，每个接收器均带有RSSI检测器。 阅读器系统通常是
在RSSI检测循环中，发出激活命令（通过协议），然后读出锁存的RSSI值（在RSSI寄存器中）。 根据返回的RSSI值，固件逻辑将要么发出其他命令（针对该协议）或保留在RSSI检测循环中。
优点：无需其他组件，灵活的固件解决方案，可以实现良好的检测范围，可用于所有NFC / RFID卡类型。
缺点：更高的功耗和峰值电流，中等的检测分辨率（两者仅与其他解决方案）。

                                              图5  基于TRF79xxA的RSSI方法

4超低功耗（ULP）NFC / RFID卡存在检测
4.1引言
提出的解决方案将一些较旧的想法与新方法结合在一起。 精心选择的模拟电路组件值和一些MSP430固件，这利用了低功耗模式和MSP430本身可用的端口设置以及TRF79xxA电源模式的逻辑环路控制为主要区别。 与前面各节中列出的实现相比，该技术概述了此部分大大降低了功耗。这项改进的基本思想是将谐振器概念的一部分与现有技术相结合。
基于TRF79xxA + MSP430的NFC / RFID读取器系统。 现有的NFC / RFID读取器系统本示例中使用的是TRF7970AEVM，它具有TRF7970A和MSP430F2370或
集成了MSP430 Comparator A +模块且能够接收HF的MSP430G2xx部件计时（出于同步目的）。

4.2技术摘要
该卡存在检测系统通过测量发射器信号的衰减时间来感应卡在它关闭之后。当卡片在发射器区域内时，会进行功率传输，并且电流越大，变送器输出上的电压就会增加。卡离读卡器越近，更高的电压将来自不存在状态。用比较器测量该信号的衰减创建一个简单的A / D，因为实际上是在测量电压。时间更长，直到输出信号越低阈值，表示电压越高，时间越短表示电压越低。通过添加和更改原始TRF7970A EVM中的一些组件和使用以前未使用过的MSP430F2370上的内部比较器。始终运行变送器可节省大量功率。在一个有每秒进行三个轮询，则系统仅在大约1％的时间处于活动状态。在睡眠状态TRF79xxA几乎不消耗功率，而MSP430消耗的电流却可以忽略不计（约0.8 µA）。在持续数毫秒的活动状态下，TRF7970A迅速打开，初始化并执行发送器突发。这将打开发射机大约20 µs。在关闭之前，比较器将初始化，并启动计时器以测量时间的定时器一直运行，直到比较器发出一个表明阈值电压已超过的中断。此时的计时器时间是信号的衰减时间。如前所述，较长的时间表示电源耦合，这意味着卡可能已经在现场。要确定某个时间测量值是否表明有卡片在现场，将通过称为“自动校准算法”。为了解释这种需求，让我们研究一下会发生什么。没有它，一个特定的时间值（一旦超过该时间值）将表明该卡在现场。但是，由于电源或温度漂移，自然会超过此阈值时间
定期导致误报。误报在此系统中非常不可取，因为它们会导致阅读过程要发生，这需要很大的力量。“自动校准算法”采用在其历史存储缓冲区中找到的最高样本，并向其添加THRESHOLD_OFFSET。这个新值成为确定当前样本需要读取才能执行。

4.3硬件说明
4.3.1系统概述

                             图6 ULP卡在场检测和NFC / RFID读取器电路

图6显示了系统设计的高级概述。 此设计的核心是基于TRF79xxA EVM。 这里显示的是完整的系统。 蓝色的组件指示哪些组件卡接近检测器的额外电路。

4.3.2细节检测电路
图7显示了包络检波器以及连接到CA1输入的RC低通滤波器电路和一个放大了MSP430 COMP_A内部的视图。 COMP_A输（CAOUT）被馈送到定时器A模块，用于测量CAOUT上升沿时序。

注意：通过RC馈入CA1输入，并放大COMP_A的内部

                                                             图7 高频包络检测器

4.3.3详细内部比较器电路配置
MSP430比较器A +模块：MSP430比较器A +模块的主要功能是指示所提供的两个电压中的哪个（VCAO或VCA1）较高。 设置输出CAOUT因此：
如果VCAO> VCA1，则：CAOUT = 1，否则：CAOUT = 0
两个电压VCAO和VCA1可以是外部或内部参考电压。 任何组合是可能。 （有关更多参考，请参见图8和SLAA071）。

                                             图8 比较器A +框图

MSP430比较器A +模块的其他重要属性是：
•比较器输入CA0和CA1的输入电流非常低
•可以关闭以最小化电流消耗（控制位CAON）
•由三个存储器映射的控制字节控制（请参见SLAA071的1.2节）•输入电压缓慢变化时的稳定性（控制位CAF）可通过切换模拟量来提供过滤到比较器输出。
•输出信号CAOUT的上升沿和下降沿的中断能力。 不间断使用也有可能。

在此ULP卡在场检测实现中，使用Comparator A +模块至关重要详情。 与谐振器方法相比，将其集成到MCU中可确保减少BOM数量以前介绍过的。 此外，MSP430固件控制允许进行广泛的自定义和优化。
如果由于某种原因无法使用比较器A +选择0.7V，0.25VCC或0.5VCC，则可以使用外部分压器。 但是，这可能会导致更高的功耗，因为内部比较器可以有效地使能内部分压器，并在不使用分压器时将其禁用。

注意：比较器A +模块不是MSP430系列中唯一可用的比较器模块。可以使用其他模块，但最有可能需要修改固件，以便随该应用程序报告一起提供。

4.4信号分析

 

图9 操作信号（RF，MOD CONTROL，DEMOD和CAOUT）

图9显示了卡存在检测过程的一个周期的图形表示，其中射频载波（RF1）短时间打开。 在发射接通时间内，RC正在充电很快，当发射器关闭时，电容器C1开始放电，DEMOD信号观察进行测量。对电路进行了仿真，以评估和得出正确的电路拓扑以及所需的值所需的时间和性能。 可以在图10和图11中看到这项工作。我们可以看到RC（R1，C1）充电至稳定状态，然后在发射信号不存在后完全放电应用时间更长。

                                                    图10  概念仿真电路

注意：查看CA1 [红色迹线]和CAOUT [蓝色迹线]的输入。

                                                              图11 仿真结果

图6中的电路是在TRF7970AEVM上构建的，并且为该固件编写了固件。
MSP430F2370（MCU驱动TRF7970A），遵循图15中概述的一般流程。
图11，红色轨迹表示DEMOD信号，它是来自变送器的反馈。 那
短暂通电，然后使其衰减。 发射器关闭后，计时器开始计数，直到CAOUT信号有效为止。 发射器关闭和之间的计数CAOUT被断言是采样时间。 EVM在+ 3VDC下运行，代表了当今电池供电应用中使用的电压水平（例如，一台CR2032或两台AAA或两台AAAAA或两节C或两节D型电池串联）。

图12 整个卡在场检测过程

图12显示了整个卡的存在检测。 EN线有效，打开TRF79xxA。配置TRF79xxA并允许其初始化本身存在短暂的延迟。 然后发射器是打开并在关闭后执行采样。 可以看到DEMOD线变高并开始衰减。 然后EN引脚关闭，并且设备进入睡眠模式，直到下一个活动期。

                                                  图13.场内无卡

在图13中，该引脚被置为有效，从而使发送器开启（通道3上的绿色显示）。 感
线路（在通道2上显示为红色）在监视发射机输出时变高。 发射器已关闭
随着电容器放电，检测线开始衰减。 最终，比较器的越过电压阈值（大约1.5V），比较器输出（CAOUT，以紫色显示）在通道4上）。 这会中断MCU，并中断从发送器关闭到CAOUT的时间。变高，这成为采样时间。

 

图14.检测到的NFC Type 2 / ISO14443A卡
图14显示了一个确定为已检测到卡的活动周期。 活动周期之后是完成后，将开始ISO读取周期以读取卡。

4.5系统设计注意事项
需要通用的系统时钟。 MSP430在执行期间必须使用SYS_CLK（来自TRF79xxA）进行时钟控制嗅探期。这是因为系统对任何更改都很敏感。操作TRF79xxA
和MSP430异步导致TRF79xxA的SYS_CLK和MSP430时钟。这些微小的时间差足以在变送器中产生重大变化突发波形，但最糟糕的结果是这些变化是随机的。拥有同步系统意味着发射机脉冲串波形和传感机制可以几乎完美地重复。这使系统对任何更改都非常敏感。该系统可以在2.7V至3.6V的电压范围内工作。不建议升高，因为模拟信号从TRF79xxA变送器到比较器输入的电压将达到推荐给MSP430的GPIO。系统电压电平的任何变化（较高或较低）都会影响TRF79xxA的变送器电压。这也将影响比较器测得的RC衰减时间。由于系统非常敏感，
误报将开始发生。电源电压变化小至10mV可能会导致错误。因此，使用调节器很重要。但是，如果不可能有调节器，需要自动校准。当前的固件确实具有此功能。此功能跟踪采样检测时间，并调整将触发读取的阈值时间。因此，电源电压
水平会随着时间的推移逐渐显着变化，但仍不会导致误报。

5固件说明
5.1概述流程图
图15显示了一般的主循环流程图

 

图15.一般概述流程图

5.2固件分析
以下代码是程序运行的主要循环

// infinite loop

while(1)

{

// we will power down the TRF7970A into Power Down Mode 0

// (total power down) no clock source will be available to

// run the MSP430 thus the internal MCU clock DCO is needed

McuOscSel(DCO_CLOCK_SOURCE);

// Running at 8 MHz

// Put the TRF into shutdown mode, very little power consumption.

// No memory is retained in this state

TRF_DISABLE;

// prepare the device for low power state

SetupSleepState ();

// clock will be ACLK (at 12kHz), 3996 cycles or~.333 seconds

SetWakeupTimer (SYSTEM_SLEEP_TIME, ACLK_CLOCK);

// Timer_B will wake-up the MCU

__bis_SR_register(LPM3_bits + GIE);

// reset the port settings for operation

SetupWakeState ();

// reinitialize the SPI module

Trf797xReConfig();

// enable the TRF from low power state into active

TRF_ENABLE;

// sleep 50uS

SetWakeupTimer (400, SMCLK_CLOCK);

// Timer_B will wake-up the MCU

__bis_SR_register(LPM0_bits + GIE);

// Reinitialize the TRF7970A

SniffInitialSettings();

// 2.9ms to allow the TRF79xxA to initialize (mainly the crystal)

SetWakeupTimer (35, ACLK_CLOCK);

// Timer_B will wake-up the device

__bis_SR_register(LPM3_bits + GIE);

// Initialization for card sniffing

InitForCardSniff();

// give time for the clock change to stabilize

__delay_cycles(50);

// set up the system for clock source of the TRF79xxA-

// running at 13.56MHz

McuOscSel(TRF_CLOCK_SOURCE);

// Pulse the transmitter and record the time the signal crosses the

// threshold voltage

time=ComparatorSlopeTime();

if (time== 0)

{

    // this is the case where a timeout occurred in

    // ComparatorSlopeTime(), return to the start

    continue;

}

// this block only executes on startup and not afterwards

// it is for initial calibration

if (Initial_Calibration (time))

{

    continue; //initial calibration is not complete

}

// does automatic calibration indicate that a threshold was

// exceeded and a read should occur?

   if (Automatic_Calibration(time, THRESHOLD_OFFSET))
 
    {

    //do a card read here

    } 
}

SLOA184–March 2013 NFC and RFID Reader Ultra-Lo-Power Card-Presence Detection Using 1

5.3详细的固件流程图

图16.详细的固件流程（A部分）

图17.详细的固件流程（B部分）

5.4用户可修改参数说明
•MOVING_WINDOW_WHERE_MAXIMUM_SAMPLE_IS_COMPENSATED_FOR
这个变量从本质上决定了算法的记忆能力。会持续多久在内存中保持一定的值。超过此值的样品将不再有效。因此对于本例，将此参数设置为60将导致算法保留最近的样本（如果是）最多可用于接下来的60个样本。
建议起始值：60
对于每秒3次的采样率，算法的内存长度为60/3或大约20秒。
•NUMBER_OF_MAXIMUM_VALUES_TO_TRACK
此值确定实际的内存缓冲区大小。不一定是
MOVING_WINDOW_WHERE_MAXIMUM_SAMPLE_IS_COMPENSATED_FOR，因为该算法对如何将接收到的重要样本存储在缓冲区中进行了一些优化。此参数应约为的1/2
MOVING_WINDOW_WHERE_MAXIMUM_SAMPLE_IS_COMPENSATED_FOR，但不得少于3或
THRESHOLD_OFFSET的4倍。
建议起始值：30
•THRESHOLD_OFFSET
此参数确定无卡采样状态与检测之间的裕度阈。如果新样本等于或大于无卡值加上THRESHOLD_OFFSET，则a读取已启动。如果该值太低，则可能出现误报。太高，检测范围将减少。
建议的起始值：3

•DELAY_LINE_NUMBER_OF_SAMPLES
这确定了延迟线的大小。进入延迟线的样本将不起作用他们退出延迟线。他们退出算法。需要延迟，以便可以将其全部设置为一旦检测到读卡，将立即读取其中的最旧值。这样活动才能领先直到校准程序不使用读卡器，以防止其损坏。
建议起始值：15
使用此设置，对于每秒三次的采样率，延迟线将延迟采样花了五秒钟。
•IGNORE_SAMPLES_AFTER_READ
这确定了执行读取后直到下一次可能的采样数检测或读取。这既可以节省重复读取的能量，又可以防止任何重复读取卡仍在读卡器附近时进行自动检测，从而影响自动校准算法。
建议起始值：9
对于每秒三次的采样率，读取后的下一个可能的读取或检测将在三秒钟内。
•SYSTEM_SLEEP_TIME
此参数乘以1/12000是系统在主睡眠周期中花费的时间。的此时间的倒数是系统的采样频率。
•SAMPLES_TO_DISCARD
在初始校准算法（不是自动校准算法）中，此参数确定多少个初始样品不用于校准。
•CALIBRATE_CYCLES
此参数确定初始校准中使用了多少个周期。
•USE_AUTOMATIC_CALIBRATION
如果定义，则使用自动校准。如果不是，则仅使用初始值中的校准值校准。如果器件漂移，则可能出现误报。这对于测试检测范围很有用。

5.5自动校准算法
自动校准会根据接收到的先前值更改检测阈值。该算法在缓冲区中搜索最大时间值，并向其添加THRESHOLD_OFFSET，然后这成为阈值，如果达到或超过阈值，它将确定是否执行读取。它将一定数量的样本存储在老化样本的缓冲区中。早于
MOVING_WINDOW_WHERE_MAXIMUM_SAMPLE_IS_COMPENSATED_FOR被擦除并制作新样本值的方法。重要的是要有一个有限的近期记忆，这有两个原因。首先
校准损坏将在有限的时间内生效。记忆力也很有限在价值线设备上工作时必不可少的。NUMBER_OF_MAXIMUM_VALUES_TO_TRACK设置实际的缓冲区大小。MOVING_WINDOW_WHERE_MAXIMUM_SAMPLE_IS_COMPENSATED_FOR可能大于NUMBER_OF_MAXIMUM_VALUES_TO_TRACK。该算法能够优化哪个高时间它存储在缓冲区中的值，因此缓冲区大小可能小于它正在跟踪的“窗口”。一种
一个好的经验法则是使NUMBER_OF_MAXIMUM_VALUES_TO_TRACK大约是MOVING_WINDOW_WHERE_MAXIMUM_SAMPLE_IS_COMPENSATED_FOR的大小，但至少三个或THRESHOLD_OFFSET值的四倍。该算法中还有防止标定算法损坏的机制。作为每个样本进入算法，进入延迟线。设置延迟线的样本长度由DELAY_LINE_NUMBER_OF_SAMPLES。进入延迟线的任何东西都会从一端移到另一端
另一个。如果值通过延迟线进入，则进入算法计算，并且校准为执行。之所以需要延迟线，是因为如果用户向读卡器出示卡片，在执行读取之前，可能有几次检测。这些检测，如果不清除，将导致该算法将其调整掉，最终导致检测范围较差。当前发生了什么系统是，一旦检测到读取，就会通过将所有值设置为最早的来刷新此延迟线值。从第一次检测到读取的时间不超过每秒DELAY_LINE_NUMBER_OF_SAMPLES个样本。检测到读数后，IGNORE_SAMPLES_AFTER_READ确定有多少个样本之后扔出去。这样可以防止多次读取或检测到仍在现场的卡，并且从而破坏了自动校准。预计在IGNORE_SAMPLES_AFTER_READ之后例如，用户已将卡从读取器检测范围中取出。
如果这些尝试防止错误的样品进入校准算法，则此方法不起作用（例如，如果用户很难阅读并且将卡保存的时间过长，通过延迟线，或进行不读取的检测），该算法已损坏而。在此期间，检测范围和有效读取范围会减小。但是，当记忆
已刷新，错误值从缓冲区中过期后，更新的值将生效，从而再次恢复检测范围。
进行完整的内存刷新的时间是MOVING_WINDOW_WHERE_MAXIMUM_SAMPLE_IS_COMPENSATED_FOR /每秒样本。
5.6测试设备
要测试设备，必须遵循正常操作规则。一，自动校准将补偿看到的任何噪声。这也意味着卡检测。这样做的时候检测范围减小。为了防止卡片检测范围的损失，重要的是每秒读取DELAY_LINE_NUMBER_OF_SAMPLES个样本。当阅读是执行此操作后，延迟缓冲区中的样本将设置为最旧的值，从而避免了由于他们从不了解算法。应该注意的是，读取后，每秒IGNORE_SAMPLES_AFTER_READ /个样本秒钟将不会进行检测或读取。这是必要的，这样就不会多次读取并允许用户从读卡器中取出卡，以防止进一步的检测，如前所述，将导致检测范围的缩小。

5.7固件注意事项
从图19，图20和图21的检测和读取范围结果中可以看出，在检测和读取范围上有显着差异。 检测到卡时可能会发生问题，但是初始读取周期无法读取它，因为它尚未达到读取范围。 这个问题可能是通过增加THRESHOLD_OFFSET参数来更正。 这会减小检测范围，如果需要，它更接近读取范围。

5.8比较器A +寄存器设置
这是用于测量输出信号衰减时间的配置。 这些值是对于研究是否需要使用其他类型的比较器非常重要。 也有助于解释这些配置，请参见图8。

6实测电流消耗
图18显示了在卡存在期间每个阶段或每个步骤的电流消耗明细检测监视器进程，用于在一秒钟内运行该进程3次。 这是三遍第二个间隔（大约336毫秒）即将到来，如果需要加快或减慢它，这是简单的更改。 另外，对于正在“学习”的访问系统，乘员的行为并相应地调整能耗，这将是固件算法将会改变。

                           图18.活动期间的当前使用
电流图的第一个峰值是对旁路电容器进行瞬时充电的位置。紧随其后的是TRF79xxA初始化，然后是睡眠周期。 最后一个峰值是为了实际的RF载波发射机突发以及之后的采样周期。

（1）假设：VCC = 3.0V，轮询：每秒3次
（2）304 µs是EN信号无效之前的时间。 488 µs是有效周期的电流恢复正常之前的时间（使用304µs）。

7卡检测和激活结果
提出的解决方案已通过ISO15693，ISO14443A和ISO14443B标签和各种卡的测试常见的外形尺寸。 TRF7970AEVM与3VDC电源及其板载天线一起使用。 的检测和读取范围的结果可见于图19，图20和图21。

                                     图19. ISO15693检测和读取范围

注意：关于此图中看到的低读取范围，32mm x 32mm镶嵌是Mifare Ultra Light C器件具有低Q值，由NTAG203制成的34mm圆形镶嵌物，具有谐振频率尺寸为14.62MHz，45mm x 76mm的标签是DESFire EV1嵌体，其实测谐振频率为15.275MHz。这些是通过公共发行渠道购买或获得的设备，可能是经过设计的和/或制造时具有较高的质量控制。 这里的要点是很可能读取范围较差不是IC制造商的错，但镶嵌制造商的错。 在图19中，TI镶嵌质量很高且可控因此，检测范围和读取范围以更线性的方式相互跟踪。
                                           图20. ISO14443A检测和读取范围

图21. ISO14443B检测和读取范围
这些范围测试的假设：THRESHOLD_OFFSET设置为4。USE_AUTOMATIC_CALIBRATIO未定义。 设备会定期重置以运行初始校准。

8小结
重要的是要意识到，平均电流消耗会随着两次之间的等待时间而下降。检测周期更长。可能声称具有卡检测功能的最具竞争力的零件内置的天线极有可能在天线线圈上施加电压（就像我们一样），但是随后他们使用了DAC测量电流变化。在这里，我们要输出电压并测量其中的变化使用Comparator_A +和MSP430 MCU内置的定时器硬件直接供电。使用这种方法，通过比较我们可以实现更低的功耗，并且随着时间的推移只会变得更好在“嗅探”周期之间增加。

使用标准的TRF79xxA EVM并添加少量无源组件，从而实现了高能效的系统可能会实现。该系统可以允许其在电池供电的应用中使用，而很少增加额外的费用成本。

连同自动校准算法，电压或温度漂移不会引起不必要的影响错误肯定，从而节省了权力。对于NFC / RFID系统的开发人员，这些系统依靠电池供电或需要节约能源作为对最终客户/消费者（超级卡）价值主张的一部分，结合使用TRF79xxA和MSP430，概述本文档中的存在检测解决方案用固件方法，是在其应用程序中实现超低功耗运行的途径。

9 参考

• TRF7970A Data Sheet (SLOS743)

• MSP430F23x0 Data Sheet (SLAS518)

• MSP430G2xx Family (MSP430G2xx Family)

• MSP430x2xx Family User's Guide (SLAU144)

• Economic Measurement Techniques With the Comparator_A Module (SLAA071)

• ISO/IEC15693-2 (ISO/IEC15693-2)

•ISO/IEC15693-3 (ISO/IEC15693-3)

•ISO/IEC14443-2, -3, -4 (ISO/IEC14443-2, ISO/IEC14443-3, ISO/IEC14443-4)