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ZLG周立功单片机

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基于KL16指纹锁的低功耗解析

2018-10-24
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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。

 


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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。


如下图所示,可大致了解本系列MCU的低功耗模式切换流程。

 


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


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


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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。

 


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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

 


欢迎咨询ZLG本地销售人员获取E-Lock demo。



任何疑惑可添加ZLG官方客服微信号咨询:zlgmcu-888


周立功单片机介绍


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