【導讀】本文闡述了基于NFC技術的無電池鍵盤的設計方案。本次設計方案的核心是由主機控制器讀寫的NFC標簽。無電池鍵盤能夠支持NFC手機快速實現(xiàn)并識別鍵盤，建立鍵盤與應用程序之間的連接。
此解決方案使用近場通信 （NFC） 技術實現(xiàn)了無電池鍵盤。此解決方案的核心部分是可以由主機微控制器讀寫的TI動態(tài)NFC標簽。支持NFC的手機可以快速發(fā)現(xiàn)并識別該鍵盤，然后在鍵盤和應用程序之間建立連接。此設計是無電池系統(tǒng)（即，無需電池即可工作），可以利用該系統(tǒng)構建具有優(yōu)化尺寸的產(chǎn)品（例如薄鍵盤）以及重量更輕的產(chǎn)品（例如易于攜帶）。
特性
1、無電池解決方案
2、標準PC/AT鍵盤字符集
3、大于400個字符/分鐘的輸入能力
4、MSP430 MCU和RF430CL330標簽的功耗都約為20 mW
5、用于能量收集的低成本PCB線圈天線
6、提供Android測試工具和InputMethod應用程序
圖1：無電池近場通信（NFC）鍵盤原理圖
圖2：無電池近場通信（NFC）鍵盤硬件框圖
相關器件1.（TI）MSP430FR573x MSP430FR572x混合信號微控制器
德州儀器（TI）MSP430FR573x系列超低功率微控制器由多個器件組成，這些器件特有嵌入式FRAM非易失性存儲器，超低功率16位MSP430 CPU，以及針對多種應用的不同外設。 此架構，F(xiàn)RAM，和外設，與7種低功率模式組合在一起，針對在便攜式和無線感測應用中實現(xiàn)延長電池壽命進行了優(yōu)化。FRAM 是一款全新的非易失性存儲器，此存儲器將SRAM的速度，靈活性，和耐久性與閃存的穩(wěn)定性和可靠性結合在一起，總體能耗更低。外設包括一個10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），一個具有電壓基準生成和滯后功能的16通道比較器，3 條支持I2C，SPI，或UART協(xié)議的增強型串行通道，一個內(nèi)部DMA，一個硬件乘法器，一個實時時鐘 （RTC），5 個16位定時器和數(shù)字I/O。
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基于NFC無電池鍵盤設計方案
圖3：MSP430FR573x MSP430FR572x 混合信號微控制器功能框圖
2.RF430CL330H 動態(tài) NFC 接口轉(zhuǎn)發(fā)器
德州儀器（TI）動態(tài)NFC接口應答機RF430CL330H是一個NFC標簽類型4器件，此器件將一個無線NFC接口和一個接線SPI或I2C接口組合在一起，將此器件與一個主機相連。 SRAM內(nèi)的NDEF消息可由集成型SPI或I2C串行通信接口寫入和讀取，而此消息也可通過集成型ISO14443B兼容RF接口（支持高達848kbps數(shù)據(jù)速率）進行無線存取和更新。
這可實現(xiàn)針對替代載波的NFC連接切換，如同，低功耗 （BLE），和 Wi-Fi 等，只需一次敲擊的簡便且直觀的配對過程或認證過程。作為一個常見NFC接口，RF430CL330H使得終端設備能夠與啟用NFC的智能手機、平板電腦和筆記本電腦的快速增長的基礎設施進行通信。
圖4：RF430CL330H 動態(tài)NFC接口轉(zhuǎn)發(fā)器功能框圖
3.TPS70933 具有反向電流保護的 150mA、30V 超低 IQ、寬輸入、低壓降穩(wěn)壓器
TPS709xx 系列線性穩(wěn)壓器是設計用于功耗敏感類應用的超低靜態(tài)電流器件。一個精密帶隙和誤差放大器在溫度范圍內(nèi)的精度為2%。只有1μA 的靜態(tài)電流使得這些器件成為要求極小閑置狀態(tài)功率耗散的電池供電類常開系統(tǒng)的理想解決方案。為了增加安全性，這些器件還具有熱關斷、電流限制和反向電流保護功能。通過將使能（EN）引腳下拉至低電平可將這些穩(wěn)壓器置于關斷模式。這個模式的關斷電流低至150nA（典型值）。
圖5：TPS70933功能框圖
