基于KL16的指紋鎖低功耗方案

ZLG基于數百廠家的需求共性，設計了基于NXP KL16的指紋鎖方案，單觸摸休眠狀態下達到7.52uA功耗水平，讀卡+觸摸休眠狀態下達到20uA以內功耗水平，對比業界大部分指紋鎖方案的功耗，有明顯優勢。方案描述：

NXP KL16系列單片機集成Touch Sensor interface接口，以下簡稱TSI，用來做指紋鎖上的觸摸面板，搭配NXP/復旦微的讀卡芯片，外加選配無線模塊、存儲、RTC、security等芯片，滿足不同客戶的不同需求。
1方案特點：

MCU集成觸摸，省去一顆觸摸芯片的成本；

超低功耗，MCU+觸摸+讀卡，功耗低至20uA；

讀卡支持LPCD(低功耗詢卡功能)，有效偵測距離2.5cm左右；

MCU內置的DAC可實現語音功能；

使用MXP Touch Lib，低功耗下實現周期性更新按鍵喚醒和識別閾值，以跟隨外界環境變化，保持按鍵喚醒和喚醒后識別正常。

KL16芯片功耗描述

KL16隸屬于NXP Kinetis L低功耗系列單片機，該系列主要有以下幾種工作模式：RUN,WAIT,STOP,VLPR,VLPW,VLPS,LLS,VLLS3,VLLS1,VLLS0。

本方案選取以下低功耗模式，此低功耗模式為斷點執行方式，并保留個別外設可用，以供客戶根據實際需求進行其它低功耗開發。在25℃下，VLPS基本功耗最大值為4.14uA。

KL16低功耗觸摸實現方法：

運行模式下，按鍵識別算法使用NXP TOUCH LIBRARY；

低功耗模式下，使用ZLG按鍵喚醒庫；

低功耗下實現周期性更新按鍵喚醒和識別閾值，以跟隨外界環境變化，保持按鍵喚醒和喚醒后識別正常。

功耗測試1測試現場

通過電腦USB連接EFM32 TinyGecko板并設置工作模式為EM4，使用MCU引腳和GND引腳給E-Lock供電。

2測試內容

1、單觸摸按鍵功耗(VLPS狀態下，每5s喚醒通道環境跟蹤，TSI喚醒通道喚醒)

VLPS狀態平均功耗(帶喚醒環境跟蹤)：7.52uA

空閑狀態平均功耗：9.16mA

觸摸狀態平均功耗：25.76mA

2、觸摸+讀卡(VLPS狀態下，每5s喚醒通道環境跟蹤，TSI喚醒通道喚醒，帶低功耗檢詢卡)

VLPS狀態平均功耗(帶喚醒環境跟蹤)：19.99μA

空閑狀態平均功耗：9.27mA

觸摸狀態平均功耗：26.09mA

功耗小結

功耗測試總結如下表，可以看到，在休眠狀態下(指紋鎖的常用狀態)，功耗表現突出，加上外圍器件的一些功耗，一般可以滿足4節干電池維持1-2年時間的使用。