‌基于STEVAL-25R3916B NFC/RFID读卡器评估套件的技术解析与应用设计

STMicroelectronics STEVAL-25R3916B NFC/RFID读卡器评估套件支持用户评估ST25R器件（一系列高性能HF读卡器）的特性和功能。该套件包括应用笔记、软件应用程序、驱动程序、物料清单 (BOM)、电路板原理图、Gerber文件和固件原理图。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-25R3916B NFC，RFID读卡器评估套件数据手册.pdf

STMicroelectronics STEVAL-25R3916B由STEVAL-M25R16B和STEVALD25R16B两块板组成。STEVAL-M25R16B是一款微处理器主板，内置一个32位Arm® Cortex™-M4 CPU和一个FPU高性能微控制器。该板通过USB总线供电。该板基于STM32L476微控制器。它包括ST-LINK嵌入式调试工具接口、2.4" TFT LCD、LED、按钮（复位和用户）、迷你USB调试连接器、用户专用micro USB连接器、不与ST25R HF读卡器系列搭配使用的ST NFC TAG板的特性。STEVAL-D25R3916B是一款子板，其嵌入ST25R3916高度集成的HF读卡器/NFC启动器/NFC目标IC，具有天线（刻蚀在PCB上）和相关VHBR调谐电路。

特性

• ISO 18092 (NFCIP-1) 有源和无源启动器以及目标模式
• NFC Forum NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V读卡器
• ISO 14443A、ISO 14443B和ISO15693读卡器
• FeliCa™读卡器
• 在读卡器模式下支持所有五种NFC Forum标签类型
• NFC Forum Type 3标签 (NFC-F) 主机卡仿真
• NFC Forum Type 4A标签 (NFC-A) 主机卡仿真
• 用于实施其他标准和定制协议的流模式
• 集成电感感应系统，用于通过相位或幅度测量以低功耗检测标签是否存在
• 高输出功率
• 用户可选和自动增益控制
• 串行外设接口 (SPI) 传输速率高达10Mb/s
• I^2^C，快速模式下传输速率高达400Kb/s，快速模式+下传输速度高达1Mb/s

示意图

基于STEVAL-25R3916B NFC/RFID读卡器评估套件的技术解析与应用设计‌

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‌一、硬件架构深度解析‌

‌1.1 双板协同设计‌

• ‌ 主控板（STEVAL-M25R16B） ‌
  • 核心采用STM32L476系列Arm Cortex-M4高性能MCU，集成FPU运算单元
  • 内置ST-LINK调试器，支持USB供电与程序烧录
  • 配备5向摇杆、用户按键、Wi-Fi/BLE模块扩展位
• ‌ 读卡器扩展板（STEVAL-D25R16B） ‌
  • 搭载ST25R3916B通用NFC读写器芯片
  • 集成13.56MHz PCB天线及自动调谐电路（AAT）
  • 支持3.3V/5V射频供电灵活切换

‌1.2 关键硬件特性‌

• ‌天线设计‌：采用变容二极管实现动态阻抗匹配，支持±5%容差补偿
• ‌电源管理‌：通过LD39050PUR LDO将USB 5V转换为3.3V系统供电
• ‌通信接口‌：默认SPI总线（最高10Mb/s），可跳线切换为I²C模式（1Mb/s）

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‌二、ST25R3916B芯片核心技术指标‌

‌参数类别‌	‌性能指标‌	‌技术优势‌
‌射频输出‌	42 dBμA/m @10m（ETSI EN 300 V2.1.1标准）	高场强覆盖范围
‌协议支持‌	NFC-A/B/F/V，ISO14443A/B，ISO15693，FeliCa™	全协议兼容
‌工作模式‌	读卡器/写入器、点对点、卡模拟	多场景适配
‌功耗控制‌	集成电感传感系统，支持相位/幅值检测	低功耗标签唤醒

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‌三、系统启动与操作模式‌

‌3.1 独立运行模式‌

1. ‌硬件连接‌：将主控板与读卡器扩展板通过排针精准对接
2. ‌供电配置‌：通过微USB接口连接SELV限功率电源（≥400mA@5V）
3. ‌功能验证‌：预装固件自动演示以下功能：
   • 读写器模式（支持NFC Forum全部5类标签）
   • 卡模拟模式（NFC Forum Type 3/4A标签模拟）
4. ‌安全规范‌：必须在洁净、不可燃表面操作

‌3.2 USB调试模式‌

• ‌驱动安装‌：需下载STSW-ST25R010控制软件
• ‌通信机制‌：通过mini-USB接口实现ST-LINK与PC数据交换

‌四、软件开发指南‌

‌4.1 固件配置逻辑‌

• ‌引脚复用‌：通过J200-J205跳线组切换SPI/I²C总线模式
• ‌寄存器配置‌：通过SPI指令设置RF参数（输出功率、调制深度、数据速率）

‌4.2 高级功能实现‌

• ‌自动天线调谐‌：实时监测天线谐振点，动态调整容值
• ‌标签检测‌：基于相位变化的无源侦测技术

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‌五、电磁兼容与认证‌

‌5.1 全球认证标识‌

• ‌美国FCC‌：认证号YCPR3916BD1（47 CFR Part 15.225标准）
• ‌加拿大IC‌：认证号8976A-R3916BD1（RSS-210 Issue 9标准）
• ‌欧盟CE‌：符合RED 2014/53/EU指令要求

‌5.2 关键测试项‌

• ‌辐射功率‌：在10m距离验证场强符合法规限值
• ‌谐波抑制‌：通过PCB布局优化实现二次谐波<-40dBc