STMicroelectronics ST25R300 NFC讀卡器是一款高性能通用器件，支持NFC啟動器、目標、讀卡器和卡仿真模式。ST25R300設計用于符合EMVCo^?^ PCD 3.2a模擬和數(shù)字標準，優(yōu)化用于最具挑戰(zhàn)性的POS終端應用。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics ST25R300 NFC讀卡器數(shù)據(jù)手冊.pdf

STMicro ST25R300 NFC讀卡器支持快速EMVCo認證周期（即使在苛刻的條件下），天線位于嘈雜的LCD后面。該器件包括一個高級模擬前端 (AFE) 和一個高度集成的數(shù)據(jù)組幀系統(tǒng)，用于讀卡器NFC A/B (ISO14443A/B,包括更高比特率）、NFC-F (FeliCover?)、高達212 kbps的NFC-V (ISO15693) 以及NFC-A/NFC-F卡仿真。AFE和框架系統(tǒng)的特殊低電平模式可以在讀卡器或卡仿真操作中執(zhí)行其他定制協(xié)議。該器件具有高射頻 (RF) 功率和動態(tài)功率輸出，可直接高效地驅動天線。即使使用門禁控制中的小天線尺寸和EMVCo讀取器，讀卡器也能實現(xiàn)較大的交互距離。該器件通過測量I和Q通道來提供遠距離和低功耗卡檢測，代表天線信號的真實和想象部分。這種方法可最大限度降低功耗。

ST25R300設計用于在2.7 V至6.0 V寬電源電壓范圍內工作，環(huán)境溫度范圍為-40 °C至+105 °C，外設I/O電壓范圍寬1.65 V至5.5 V）。該器件將高射頻輸出功率、低功耗模式和寬電源范圍相結合，非常適合用于所有NFC應用。

特性

• 工作模式
  • 讀卡器/寫卡器
  • 卡仿真
• 射頻通信－讀卡器/寫卡器
  • EMVCo PCD 3.2a模擬和數(shù)字兼容
  • NFC-A/ISO/IEC 14443 A，高達848kb/s
  • NFC-B/ISO/IEC 14443 B，高達848kb/s
  • NFC-V/ISO/IEC 15693，高達212kb/s
  • NFC-F/FeliCa高達424kb/s
  • 低電平模式，可實施符合MIFARE Classic ^?^ 標準和其他定制協(xié)議（Kovio BC、CTS、B'）
• 電氣特性
  • 寬電源電壓范圍：2.7 V至6.0 V
  • 寬外設通信電源范圍：1.65 V至5.5 V
  • 寬環(huán)境溫度范圍：-40 °C至+105 °C
  • 石英振蕩器能夠搭配27.12 MHz晶體工作，具有快速啟動功能
• 射頻通信－卡仿真
  • NFC-A/ISO/IEC 14443 A 106kb/s
  • NFC-F/FeliCa 212kbit/424kb/s
• 主要特性
  • 無源P2P模式
  • NFC Forum標準通用器件
  • USI WLC讀卡器器件
  • 低功耗電感式卡片檢測
  • 帶基帶通道求和的I/Q解調器
  • 動態(tài)功率輸出 (DPO) 控制磁場強度，以保持在給定限值內（軟件特性）
  • 有源波形整形 (AWS) 可減少過沖和下沖
  • 噪聲抑制接收器 (NSR) 支持在嘈雜環(huán)境中接收
  • 串行外設接口 (SPI) 高達10Mb/s
  • 可以驅動一根差分或兩根獨立的單端天線

框圖

系統(tǒng)示意圖

ST25R300 NFC讀卡器技術解析與應用指南

一、ST25R300概述

ST25R300是意法半導體(STMicroelectronics)推出的一款高性能NFC通用設備，支持NFC發(fā)起方(NFC Initiator)、NFC目標(NFC Target)、NFC讀寫器(NFC Reader)和NFC卡模擬(Card Emulation)多種工作模式。該器件采用UQFPN32封裝(5×5mm)，專為支付終端、消費電子和工業(yè)應用設計，具有出色的EMVCo? PCD 3.2a模擬和數(shù)字合規(guī)性。

主要特性

• ?多協(xié)議支持?：完整支持NFC-A/ISO/IEC 14443A(最高848kbit/s)、NFC-B/ISO/IEC 14443B(最高848kbit/s)、NFC-V/ISO/IEC 15693(最高212kbit/s)和NFC-F/FeliCa?(最高424kbit/s)
• ?低功耗設計?：集成低功耗感應卡檢測功能，支持動態(tài)功率輸出(DPO)控制場強
• ?高性能接收?：I/Q解調器帶基帶通道求和，噪聲抑制接收器(NSR)可在嘈雜環(huán)境中可靠工作
• ?靈活接口?：SPI接口最高支持10Mbit/s通信速率
• ?寬工作范圍?：供電電壓2.7-6.0V，環(huán)境溫度-40至+105°C

二、關鍵功能模塊分析

1. 射頻通信系統(tǒng)

ST25R300的射頻前端包含兩個關鍵子系統(tǒng)：

?發(fā)射機特性?：

• 支持差分或單端天線配置
• 可編程輸出阻抗(通過d_res和md_res寄存器配置)
• 支持OOK和AM兩種調制方式
• 內置動態(tài)功率輸出(DPO)控制，確保場強符合規(guī)范要求

?接收機特性?：

• I/Q雙通道解調架構
• 三級可編程增益放大器(總增益最高49dB)
• 數(shù)字可調帶通濾波器(80kHz-380kHz)
• 自動增益控制(AGC)和靜噪(Squelch)功能
• 接收信號強度指示(RSSI)

2. 工作模式管理

器件支持四種主要操作模式：

1. ? 復位模式(RESET) ?：最低功耗狀態(tài)，所有模塊關閉
2. ? 掉電模式(PD) ?：保持SPI通信能力，靜態(tài)電流極低
3. ? 喚醒模式(WU) ?：周期性檢測卡片存在，實現(xiàn)低功耗感應
4. ? 就緒模式(RD) ?：全功能工作狀態(tài)，支持所有通信協(xié)議

模式轉換通過Operation寄存器(地址00h)控制，典型啟動序列為：PD→WU→RD。

三、典型應用設計

1. 支付終端設計要點

對于EMVCo合規(guī)的支付終端應用，需特別注意：

• 天線匹配網(wǎng)絡設計需滿足Q因子和帶寬要求
• 動態(tài)功率控制(DPO)參數(shù)校準
• 接收路徑增益設置(afe_gain_rw)
• 調制深度調整(am_mod)符合ISO/IEC 14443標準

典型電路配置包括：

• 27.12MHz晶體振蕩器(推薦負載電容12pF)
• 天線匹配網(wǎng)絡(通常為π型或T型)
• 適當?shù)娜ヱ铍娙?每電源引腳至少100nF)

2. 卡模擬模式實現(xiàn)

ST25R300支持NFC-A和NFC-F卡模擬功能：

?關鍵配置步驟?：

1. 設置CE內存中的NFCID和響應數(shù)據(jù)
2. 配置CE調制參數(shù)(ce_res, cem_res)
3. 啟用自動響應功能(en_106_ac_a, en_212/424_1r)
4. 設置GPIO/TAD引腳用于天線調諧切換

?低功耗檢測優(yōu)化?：

• 合理設置喚醒定時器周期(wut)
• 調整I/Q通道參考值(i_ref, q_ref)和差值(i_diff, q_diff)
• 啟用自動平均參考(iq_aaref=1)

四、寄存器配置指南

ST25R300通過豐富的寄存器集提供靈活配置：

關鍵寄存器組

1. ?協(xié)議配置寄存器?
   • Tx Protocol Register 1(15h)：設置傳輸編碼、CRC生成
   • Rx Protocol Register 1(17h)：配置接收參數(shù)如SOF/EOF檢測
2. ?功率控制寄存器?
   • VDD_DR Regulator Config(02h)：調整驅動器供電電壓
   • Tx Driver Config(03h)：設置驅動阻抗和調制參數(shù)
3. ?定時器配置?
   • NRT/GPT寄存器組(22h-26h)：配置無響應定時器和通用定時器
   • Wake-up控制寄存器(27h-29h)：優(yōu)化低功耗檢測時序

五、設計注意事項

1. ?熱管理?：連續(xù)工作時監(jiān)控結溫，確保不超過125°C
2. ?電源設計?：建議VDD和VDD_TX使用同一電源，VDD_IO根據(jù)MCU接口電平選擇
3. ?ESD防護?：天線接口需添加TVS二極管，ESD等級至少8kV接觸放電
4. ?PCB布局?：
   • 保持天線走線對稱
   • 縮短VDD_DR去耦電容走線
   • 確保地平面完整