ST25R100:高性能、低功耗的NFC/HF RFID读卡器IC

描述

STMicroelectronics ST25R100 NFC/HF RFID读卡器IC采用小型4mm x 4mm 24引脚TQFN封装,具有高端性能。该读卡器IC具有高输出功率和动态功率输出(DPO),可轻松集成到小型天线应用中。ST25R100读卡器IC包括一个RC振荡器和一个可编程定时器,可在WU模式下自动扫描支持卡或其他NFC的设备。该读卡器IC设有外部通信接口,即串行外设接口(SPI),数据传输速度高达6Mbit/s。ST25R100读卡器IC设计用于在2.7V至5.5V宽电源电压范围内工作,具有-25°C至85°C宽环境温度范围。典型应用包括美容和生活方式、品牌保护、附件识别、自动参数设置、识别、医疗保健和访问控制。

数据手册:*附件:STMicroelectronics ST25R100 NFC,HF RFID读卡器IC数据手册.pdf

特性

  • 基于电感唤醒的改进低功耗卡片检测
  • 高输出功率,动态功率输出(DPO)
  • 可选择连接两根独立的单端天线
  • 可调ASK调制深度
  • 自动增益控制和静噪特性,可最大限度地提高信噪比
  • 集成稳压器,可提高系统PSRR
  • 测量天线特性(I/Q通道)
  • 256字节FIFO

框图

DPO

引脚和信号描述

DPO

ST25R100:高性能、低功耗的NFC/HF RFID读卡器IC

概述

ST25R100是意法半导体推出的一款高性能、多功能的NFC/HF RFID读卡器集成电路。它采用紧凑的4×4 mm UFQFPN24封装,支持广泛的通信协议,包括ISO14443A/B、ISO15693、NFC Forum T1T至T5T标签类型,以及多种私有协议。该芯片特别适用于消费类和工业类终端产品,具备优异的读取距离和低功耗特性。

主要特性

通信协议支持

  • ISO14443A/NFC-A(106 kbit/s)
  • ISO14443B/NFC-B(106 kbit/s)
  • ISO15693/NFC-V(最高53 kbit/s)
  • 支持Topaz、MIFARE Classic®等私有协议
  • 透明模式支持自定义协议实现

关键功能

  • 低功耗卡片检测 :基于电感唤醒技术,显著提升检测范围
  • 高输出功率 :支持动态功率输出,适应不同天线配置
  • 双天线支持 :可连接两个独立的单端天线
  • 集成256字节FIFO :支持大数据帧传输
  • 自动增益控制与噪声抑制 :提升信噪比,增强抗干扰能力

电气特性

  • 工作电压范围:2.7 V 至 5.5 V
  • 天线驱动电压最高可达6 Vp
  • 支持27.12 MHz晶体振荡器,启动速度快

系统架构

ST25R100集成了完整的模拟前端、数字控制逻辑和SPI通信接口。其内部结构包括:

  • 发射器 :支持OOK和ASK调制,可驱动差分或单端天线
  • 接收器 :具备高灵敏度,支持I/Q通道检测,适用于复杂电磁环境
  • 电源管理 :集成多路稳压器,提供高电源抑制比
  • 定时器系统 :包括MRT、NRT、GPT和WUT,支持多种超时和触发场景
  • 唤醒模式 :基于26.48 kHz RC振荡器,实现周期性环境检测

应用场景

ST25R100适用于多种NFC和HF RFID应用场景,包括但不限于:

  • 医疗设备
  • 门禁系统
  • 家电与智能家居
  • 工业工具与物联网设备
  • 品牌防伪与配件识别
  • 交通票务与用户交互系统

开发与配置

ST25R100通过SPI接口与主机微控制器通信,支持寄存器配置和直接命令操作。开发者可通过以下步骤实现基本读写功能:

  1. 初始化 :设置操作模式、比特率、调制参数等
  2. 数据传输 :通过FIFO写入待发送数据,设置帧长度
  3. 发送与接收 :执行“发送数据”命令,芯片自动处理帧结构与CRC
  4. 中断处理 :通过IRQ引脚接收传输完成、帧错误等事件通知

低功耗唤醒模式

ST25R100的唤醒模式是其亮点之一。在该模式下,芯片周期性地检测天线环境变化,当检测到标签接近时触发中断,通知主机进入全功能读写模式。这种方式大幅降低了系统平均功耗,特别适合电池供电设备。

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