无电池NFC键盘设计方案

        此解决方案使用近场通信 （NFC） 技术实现了无电池键盘。此解决方案的核心部分是可以由主机微控制器读写的 TI 动态 NFC 标签。支持 NFC 的手机可以快速发现并识别该键盘，然后在键盘和应用程序之间建立连接。此设计是无电池系统（即，无需电池即可工作），客户可以利用该系统构建具有优化尺寸的产品（例如薄键盘）以及重量更轻的产品（例如易于携带）。
特性
● 无电池解决方案
● 标准 PC/AT 键盘字符集
● 大于 400 个字符/分钟的输入能力
● MSP430 MCU 和 RF430CL330 标签的功耗都约为 20 mW
● 用于能量收集的低成本 PCB 线圈天线
● 提供 Android 测试工具和 InputMethod 应用程序
原理框图


无电池近场通信 (NFC) 键盘原理图

硬件框图


无电池近场通信 (NFC) 键盘硬件框图




       
相关器件
1.（TI）MSP430FR573x MSP430FR572x 混合信号微控制器
德州仪器 （TI） MSP430FR573x 系列超低功率微控制器由多个器件组成，这些器件特有嵌入式 FRAM 非易失性存储器，超低功率 16 位 MSP430 CPU，以及针对多种应用的不同外设。 此架构，FRAM，和外设，与 7 种低功率模式组合在一起，针对在便携式和无线感测应用中实现延长电池寿命进行了优化。 FRAM 是一款全新的非易失性存储器，此存储器将 SRAM 的速度，灵活性，和耐久性与闪存的稳定性和可靠性结合在一起，总体能耗更低。 外设包括一个 10 位模数转换器 （ADC），一个具有电压基准生成和滞后功能的 16 通道比较器，3 条支持 I2C，SPI，或 UART 协议的增强型串行通道，一个内部 DMA，一个硬件乘法器，一个实时时钟 （RTC），5 个 16 位定时器和数字 I/O。


MSP430FR573x MSP430FR572x 混合信号微控制器功能框图

2.RF430CL330H 动态 NFC 接口转发器
德州仪器 （TI） 动态 NFC 接口应答机 RF430CL330H 是一个 NFC 标签类型 4 器件，此器件将一个无线 NFC 接口和一个接线 SPI 或 I2C 接口组合在一起，将此器件与一个主机相连。 SRAM 内的 NDEF 消息可由集成型 SPI 或 I2C 串行通信接口写入和读取，而此消息也可通过集成型 ISO14443B 兼容 RF 接口（支持高达 848kbps 数据速率）进行无线存取和更新。
这可实现针对替代载波的 NFC 连接切换，如同，低功耗 （BLE），和 Wi-Fi 等，只需一次敲击的简便且直观的配对过程或认证过程。 作为一个常见 NFC 接口，RF430CL330H 使得终端设备能够与启用 NFC 的智能手机、平板电脑和笔记本电脑的快速增长的基础设施进行通信。


RF430CL330H 动态 NFC 接口转发器功能框图

3.TPS70933 具有反向电流保护的 150mA、30V 超低 IQ、宽输入、低压降稳压器
TPS709xx 系列线性稳压器是设计用于功耗敏感类应用的超低静态电流器件。 一个精密带隙和误差放大器在温度范围内的精度为 2%。 只有 1μA 的静态电流使得这些器件成为要求极小闲置状态功率耗散的电池供电类常开系统的理想解决方案。 为了增加安全性，这些器件还具有热关断、电流限制和反向电流保护功能。通过将使能 （EN） 引脚下拉至低电平可将这些稳压器置于关断模式。 这个模式的关断电流低至 150nA（典型值）。


TPS70933功能框图