原标题：基于KL16的指纹锁低功耗方案

　　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。

　　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。

　　KL1x: Kinetis® KL1x-48 MHz，主流小规格超低功耗微控制器(MCU)，基于Arm® Cortex®-M0+内核

　　概述

　　Kinetis® KL1x是一个通用超低功耗MCU系列。该系列是Kinetis KL0x MCU的升级版，在KL0x的基础上增加了存储器、通信外设和模拟外设选件。

　　KL1x MCU系列与Kinetis K10 MCU (基于Arm® Cortex®-M4内核)及其他Kinetis KL1x、KL2x、KL3x、KL4x系列MCU兼容，为迁移到更高性能和更丰富的功能集成提供了解决之道。

　　特性

　　超低功耗

　　新一代32位Arm® Cortex®-M0+内核：与最接近的8/16位架构相比，CoreMark/mA能效得分高两倍

　　单周期快速I/O访问端口有利于位拆裂(bit banging)和软件协议仿真，保持了8位器件的“使用体验”

　　多个灵活的低功耗模式，包括新的计算时钟选项，该功能通过将外设置于异步停止模式，降低了动态功耗

　　LPUART、SPI、I2C、FlexIO、ADC、DAC、LP定时器和DMA，支持低功耗模式运行，无需唤醒内核

　　存储器

　　带64字节缓存的256 KB闪存，高达32 KB RAM

　　安全电路可防止对RAM和闪存内容的非法访问

　　16 KB ROM和内置引导加载程序，可简化MCU编程工作，支持轻松升级闪存

　　性能

　　Arm® Cortex®-M0+内核，在整个工作电压和温度范围(-40ºC至+105ºC)内，可提供48 MHz的内核频率

　　位操作引擎，用于改善外设模块的位处理

　　Thumb指令集将高代码密度和32位性能结合在一起

　　多达4通道外设和存储器用DMA，使CPU负载更低，系统吞吐更快

　　时钟独立的COP可防止时钟偏移或代码失控，适用于故障安全型应用

　　混合信号

　　16位ADC，可配置分辨率、采样时间和转换速度/功率

　　内置温度传感器

　　带内置6位DAC的高速比较器

　　支持DMA的12位DAC

　　定时和控制

　　两个6通道和1个两通道16位低功耗定时器PWM模块，支持DMA

　　两通道32位周期中断定时器为实时操作系统任务调度程序提供时基，或为ADC转换提供触发信号源

　　低功耗定时器能够在除VLLS0外的所有功耗模式下运行

　　带日历的实时实钟

　　人机接口

　　电容式触摸传感接口支持多达16个外部电极和DMA数据传输

　　通用IO带引脚中断支持、DMA请求功能及其他引脚控制选项

　　连接与通信

　　两个支持DMA的I2C，速率高达1 Mbps，兼容SMBus V2功能

　　1个LPUART，两个UART，支持DMA

　　两个SPI，支持DMA

　　I2S模块，面向音频应用

　　FlexIO模块支持丰富的协议，包括UART、I2C、SPI、I2S、PWM波形生成

　　FlexIO支持通用或自定义串行外设仿真

　　高精度内部参考时钟，用于支持高性能通信

　　Kinetis L Series KL1x MCUs Block Diagram