【成功案例】EFM8SB10F8G 8位MCU与微型贴片NFC天线为汽车提供最安全的钥匙系统方案
随着汽车保有量的快速增长和智能手机的快速普及，传统的汽车使用手机来解锁的需求越来越强烈。特别是最近不断出现的蓝牙钥匙，云钥匙，NFC钥匙等无线钥匙形式提升了用户体验，提升了品牌形象。特别是NFC钥匙安全等级最高，因此本文设计了一款微型的车载NFC钥匙系统。
NFC近场通信技术是由Nokia，Philips，Sony合作制定的标准 ，在ISO 18092，ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推动标准化，同时也兼容应用广泛的ISO 14443 、Type-A、ISO 15693、Type-B以及Felica标准非接触式智能卡 的基础架构。通常的NFC通信技术对应的天线形式是利用PCB硬板或FPC软板设计单端或差分线圈作为天线，如图1示意图所示。这种设计方法需要的天线空间比较大。
图1 NFC天线
我们设计的汽车NFC钥匙系统需要设计在汽车的门把手内，对产品的尺寸要求相当苛刻，所以选择超小型天线才能满足设计需求。该项目需要NFC钥匙系统的读卡模块包括NFC天线的尺寸限制在60mm*5mm一个矩形PCB板内。同时由于NFC钥匙系统工作在冷车状态，需要长时间的依靠电池供电，这样需要整个模块的功耗很低才行。低功耗方面我们选择了Silicon Lab公司的车规级MCU EFM8SB10F8G，这款MCU通过车规认证AEC-Q100，深度睡眠下功耗仅50nA。但是超小尺寸的NFC天线的设计和选型就成了难题。很幸运，我们在世强的官网上搜到了PREMO公司的微型NFC天线TC0502HF-00047K，这款天线是一款贴片NFC天线，尺寸最大5.2x2.4x2.7mm，工作频率13.56MHz，电感值为4.7uH。按照产品规格书提供的电感量，经过反复仿真和调试，我们最终设计了对应的匹配电路。如图2所示。
图2 NFC天线匹配电路
经过实际的样品测试我们得到天线的阻抗Smith图如图3所示，从图上看，初始的阻抗距离50欧姆比较远，如网分的Memory中浅色的Smith图所示。经过天线匹配的调试，最终得到天线在13.56MHz的阻抗为66.59欧。基本上符合NFC读卡芯片对天线的要求。
在这里介绍一下调试的思路和步骤：
1、由于NFC读卡芯片的天线输入端是差分输入，但是我们调试的矢量网络分析仪E5017A是单端输入方式。在实际调试时需要先断开NFC读卡芯片和天线的连接，使用同轴电缆的内芯和外壁分别连接匹配电路的TP8和TP9，这样测试一下初始单端阻抗。
2、然后可以使用网络分析仪的匹配仿真功能中的串联和并联电容功能，调试C16,C17,C19,C20这四个电容的值，让Smith图的阻抗接近50欧姆。调试的范围一般为10pF到100pF。
3、按照第二步的方案，把同轴电缆的内芯和外壁分别连接TP10和TP9，同样调试C25,C26,C27,C28这四个电容值，让Smith图的阻抗接近50欧姆。
4、第二步和第三步可能需要反复调试，但是基本要求是需要NFC天线和匹配电路的整体阻抗接近50欧姆。这样可以保证NFC天线和NFC读卡芯片的阻抗能够匹配起来。
最终我们利用PREMO公司的微型贴片NFC天线TC0502HF-00047K设计出了尺寸极小的NFC车载读卡模组，让汽车拥有了最安全的钥匙系统。
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西小米 Lv6. 高级专家 2019-10-03学习 -
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好运常伴吾 Lv8. 研究员 2019-09-24技术高大尚 -
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Jerrfy Lv9. 科学家 2019-09-23物联网技术 -
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用户58604703 Lv5. 技术专家 2019-09-16收藏学习！ -
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Clarence Lv8. 研究员 2019-09-11学习 -
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SILICON LABS 8-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 8位MCU选型，MCU Core 8051，频率20MHz~100MHz，Flash存储2kB~120kB，RAM存储0.25kB~8kB。
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产品型号
|
品类
|
系列
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Frequency（MHz）
|
Flash (kB)
|
RAM (kB)
|
Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Dig I/O Pins
|
ADC 1
|
Temp Sensor
|
Timers (16-bit)
|
PCA Channels
|
DAC
|
Comparators
|
UART
|
SPI
|
I2C
|
HS I2C Slave
|
EMIF
|
CAN
|
LIN
|
VREF
|
Debug Interface
|
|
C8051F392-A-GM
|
8位MCU
|
C8051F39x Small Form Factor
|
50
|
16
|
1
|
1.8
|
3.6
|
QFN20
|
4x4
|
±2
|
17
|
10-bit, 16-ch., 500 ksps
|
Temp Sensor
|
6
|
3
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10-bit, 2-ch.
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1
|
1
|
1
|
2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
VREF
|
C2
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
【经验】如何正确使用8位MCU的PortMatch功能
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SILICON LABS EFM8 Sleepy Bee 8-bit Microcontrollers选型表
SILICON LABS 8位MCU选型，基于25MHz Frequency,2~64kB Flash,0.25~4kB RAM等参数进行选型
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产品型号
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品类
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MCU Core
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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PCA Channels
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Comparators
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UART
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SPI
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I2C
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HS I2C Slave
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I2S
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EMIF
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CAN
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LIN
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
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VREF
|
Debug Interface
|
Temperature Range (ºC)
|
|
EFM8SB10F8G-QFN20
|
Microcontroller
|
8051
|
25
|
8
|
0.5
|
16
|
12-bit, 9-ch.
|
Temp Sensor
|
4
|
3
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1.8
|
3.6
|
QFN20
|
3x3
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±2
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VREF
|
C2
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-40 to 85
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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型号- EFM8BB21F16,EFM8BB2X-QSOP24,EFM8BB21F16G-C-QSOP24R,EFM8BB21F16I-C-QFN20R,EFM8BB21F16I-C-QFN20,EFM8BB21F16I-C-QSOP24,EFM8,EFM8BB21F16G-B-QFN20,EFM8BB21F16G-B-QSOP24,EFM8BB21F16G-C-QSOP24,EFM8BB22F16I-C-QFN28,EFM8BB2X-QFN20,EFM8BB22F16G-B-QFN28,EFM8BB22F16,EFM8BB2,EFM8BB21F16A-C-QFN20,EFM8B2,EFM8BB21F16G-C-QFN20R,EFM8BB22F16G-B-QFN28R,EFM8BB22F16A-C-QFN28,EFM8BB22F16G-C-QFN28,EFM8BB22F16G-C-QFN28R,EFM8BB22F16G-A-QFN28R,EFM8BB2X-QFN28,EFM8BB22F16A-A-QFN28R,EFM8BB21F16G-C-QFN20,EFM8BB22F16I-C-QFN28R,EFM8BB22F16I-A-QFN28R
为什么在8位MCU C8051F392上运行正常的程序增加了一个全局变量后就无法执行到主程序中？
8位MCU C8051F392芯片内部集成有看门狗功能，这个功能默认是开启的，当全局变量过多时，在C语言的程序初始化没有结束时看门狗已经复位了，所以无法执行到主程序中，解决 办法是将STARTUP.A51添加到项目中，并在STARTUP.A51文件中将看门狗关闭。
Silicon Labs 8位MCU 复位后是否可初始化位可加性RAM/BDATA（地址0x20-0x2F）？
是的，在启动文件（startup.a51或silabs_startup.a51）中，位可寻址的ram被初始化为0x00。
推荐一款带ADC的小封装8位MCU，适用于对模拟性能、MCU性能以及电路板尺寸有比较高要求的场合。
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电子商城
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
可定制变压器电压最高4.5KV，高频30MHz；支持平面变压器、平板变压器、OBC变压器、DCDC变压器、PLC信号变压器、3D电源、电流变压器、反激变压器、直流直流变压器、车载充电器变压器、门极驱动变压器等产品定制。
最小起订量： 100000 提交需求>
可定制车载智能天线频率：20kHz、114.5 kHz、120- kHz、125 kHz、134 kHz、134.2kHz、134.5 kHz；工作温度范围：-40ºC to ~125ºC；电感范围：100~734；符合AEC-Q200（汽车质量标准）和IP68标准；
最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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