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本项目的设计目的是借助nRF7002-DK的板载NFC功能实现卡片模拟,当手机靠近NFC天线时能读取到卡片中存储的字符信息,板卡同时点亮LED1灯表示NFC通信正在进行;板载的按键可以在纯文本传输与启动APP之间切换,板卡通过LED2指示当前的工作模式。

硬件信息

nRF7002-DK板载三颗MCU芯片,其中一片nRF5340用作接口MCU,刷写有Jlink固件提供调试下载与虚拟串口的功能;一片nRF5340用作主MCU,用于用户逻辑的实现;一片nRF7002用作协同MCU,处理Wi-Fi相关的事务,并与主MCU之间通过QSPI进行通信。

上图即为本板卡的俯视图,其中U2为接口MCU,U1为主MCU,U8为协同MCU。同样地,板卡上板载了三个天线接口J1 J5 J7与两个板载陶瓷天线A1 A2。其中J5为NFC天线接口、J1为WiFi天线接口、J7为蓝牙天线接口、A1为2.4G/5G双频天线、A2为2.4G单频天线,用户可以根据需求配置射频选择器来选择天线使用。

本设计中的关键内容是NFC部分的硬件连接与配置,通过查阅硬件手册的4.13章节得知NFC天线默认连接在P0.02与P0.03两个引脚。这对引脚的默认功能被配置为NFC,如需使用为GPIO需要配置prj.conf并修改硬件电路。相关电路图如下所示,在此只使用NFC功能不对硬件做修改。

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本文为鄙人的本科毕业设计,在此对文章略作摘录记录于此。本设计存在诸多不成熟的地方,参考时请务必仔细甄别&思考,欢迎讨论。

摘要

本设计拟在STM32上通过软件无线电平台实现一个射频无线电收发平台,该平台可以用于无线电信号的调制与解调,最终确定了发送端的零中频架构与接收端的低中频架构,并同时确定了发送板、核心板、接收板的系统结构。

​硬件设计部分主要涉及滤波器设计、阻抗匹配、信号屏蔽与信号调理电路。最终选用巴特沃斯滤波器作为接收机的前端滤波器,RC滤波器作为ADC的抗混叠滤波器;对于阻抗匹配主要涉及微带线与共面波导两种结构,文中分别予以介绍与计算;对于信号屏蔽部分主要介绍了合理接地与可靠退耦两种方法,通过良好的设计来保证信号的可靠传输;信号调理部分涉及外部输入输出信号的阻抗、功率与频率匹配,本设计中主要通过运算放大器来实现调理。

​软件设计部分主要包括信号的调制解调、下采样、滤波与人机交互。其中FM信号的解调通过差分近似微分实现,信号的调制通过控制PWM输出定时器的自动重装载值实现,下采样通过定点取均值实现,滤波器通过FIR滤波器实现。人机交互部分使用到OLED、按键、扬声器、3.5mm耳机孔等外设,通过软件逻辑实现合理的人机交互。

在课题的最后,还使用到了示波器、频谱仪、信号发生器与网络分析仪来对设计进行分析。通过分析输出信号频谱、滤波器幅频特性、天线驻波比与解调路径波形频谱等指标,最终确定本设计的总体性能指标。通过方案设计、软硬件实现、测试验证等步骤,本课题最终实现了设计的全部流程。但受限于成本、仪器指标、开发周期的限制,本设计仍有诸多不足之处。

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