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基于KL16的指纹锁低功耗方案
发布时间 : 2019-11-15 浏览次数 : 37

ZLG基于数百厂家的需求共性,设计了基于NXP KL16的指纹锁方案,单触摸休眠状态下达到7.52uA功耗水平,读卡+触摸休眠状态下达到20uA以内功耗水平,对比业界大部分指纹锁方案的功耗,有明显优势。方案描述:

NXP KL16系列单片机集成Touch Sensor interface接口,以下简称TSI,用来做指纹锁上的触摸面板,搭配NXP/复旦微的读卡芯片,外加选配无线模块、存储、RTC、security等芯片,满足不同客户的不同需求。
1方案特点:

MCU集成触摸,省去一颗触摸芯片的成本;

超低功耗,MCU+触摸+读卡,功耗低至20uA;

读卡支持LPCD(低功耗询卡功能),有效侦测距离2.5cm左右;

MCU内置的DAC可实现语音功能;

使用MXP Touch Lib,低功耗下实现周期性更新按键唤醒和识别阈值,以跟随外界环境变化,保持按键唤醒和唤醒后识别正常。

KL16芯片功耗描述

KL16隶属于NXP Kinetis L低功耗系列单片机,该系列主要有以下几种工作模式:RUN,WAIT,STOP,VLPR,VLPW,VLPS,LLS,VLLS3,VLLS1,VLLS0。

本方案选取以下低功耗模式,此低功耗模式为断点执行方式,并保留个别外设可用,以供客户根据实际需求进行其它低功耗开发。在25℃下,VLPS基本功耗最大值为4.14uA。

KL16低功耗触摸实现方法:

运行模式下,按键识别算法使用NXP TOUCH LIBRARY;

低功耗模式下,使用ZLG按键唤醒库;

低功耗下实现周期性更新按键唤醒和识别阈值,以跟随外界环境变化,保持按键唤醒和唤醒后识别正常。

功耗测试1测试现场

通过电脑USB连接EFM32 TinyGecko板并设置工作模式为EM4,使用MCU引脚和GND引脚给E-Lock供电。

2测试内容

1、单触摸按键功耗(VLPS状态下,每5s唤醒通道环境跟踪,TSI唤醒通道唤醒)

VLPS状态平均功耗(带唤醒环境跟踪):7.52uA

空闲状态平均功耗:9.16mA

触摸状态平均功耗:25.76mA

2、触摸+读卡(VLPS状态下,每5s唤醒通道环境跟踪,TSI唤醒通道唤醒,带低功耗检询卡)

VLPS状态平均功耗(带唤醒环境跟踪):19.99μA

空闲状态平均功耗:9.27mA

触摸状态平均功耗:26.09mA

功耗小结

功耗测试总结如下表,可以看到,在休眠状态下(指纹锁的常用状态),功耗表现突出,加上外围器件的一些功耗,一般可以满足4节干电池维持1-2年时间的使用。

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