![]() |
|
If you can't view the Datasheet, Please click here to try to view without PDF Reader . |
|
Datasheet File OCR Text: |
this is information on a product in full production. february 2017 docid029768 rev 2 1/65 ST25R3910 mid-range hf reader with 0.7 w supporting aat datasheet - production data features ? close loop adjustment of ask modulation for accurate control of modula tion depth in case of iso-14443b protocol ? low power (3.5 a) nfc target mode ? am/pm demodulator ? accurate rf envelope measurement (8-bit a/d converter) ? high output power at 3.3 v power supply: ? up to 700 mw in case regulator is externally shorted ? up to 500 mw in case of differential output when antenna trimming is used ? up to 125 mw in case of single ended output when antenna trimming is used ? squelch for gain reduction, to compensate for noise generated by tag processing ? automatic antenna tuning (aat) ? transparent mode ? amplitude and phase measurement ? supporting 13.56 mhz and 27.12 mhz quartz oscillator with fast start-up ? supply voltage range from 2.4 to 3.6 v ? wide temperature range: -40 oc to 85 oc ? package: 32-pin qfn (5x5mm) description the ST25R3910 is a high performance 13.56 mhz rfid reader, with two differential, low impedance (1.5 ohm) antenna drivers. these drivers are unmatched, allowing the ST25R3910 to deliver up to eight times the output power of a standard hf reader ic using the same power supply voltage, and reducing in half the power consumption at the same output power. the ST25R3910 can operate already at 2.4 v, with a low power operating mode of 5 ma, making it perfectly suited for portable or battery-powered applications. for applications where high power is required the ST25R3910 can deliver up to 700 mw, thus avoiding the need for complex external booster circuitry. the component count and complexity of the design is further reduced through automatic modulation depth adjustment. the analog front end (afe) is complemented by a highly integrated data framing engine for both iso-14443 a and b. this includes data rates up to 848 kbit/s, with all framing and synchronization tasks on board. this enables to build a complete hf rfid reader using only a low end mcu. the ST25R3910 supports reader to tag and peer to peer communication using the nfcip-1 active communication mode with a 106 kbps data rate. other standard and custom protocols, such as iso-15693 or felica ? can be implemented via transparent mode. the ST25R3910 features a spi, which enables bi-directional communication with the external microcontroller. the ST25R3910 also features the automatic antenna tuning (aat) technology, enabling the reader to re tune itself to deliver maximum output at 13.56 mhz, when the surroundings detune the antenna. qfn32 www.st.com
contents ST25R3910 2/65 docid029768 rev 2 contents 1 functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1 block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1.1 transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1.2 receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.3 phase and amplitude detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.4 a/d converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.5 external field detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.6 quartz crystal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.7 power supply regulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.8 por and bias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.9 iso-14443 and nfcip-1 framing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.10 fifo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.11 control logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.12 spi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2 application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.1 operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2.2 transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.3 receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.4 a/d converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.5 phase and amplitude detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.6 external field detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.7 quartz crystal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.2.8 power supply, regulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.2.9 communication with an external microcon troller . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.2.10 direct commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.2.11 operating sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.2.12 iso-14443 reader operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.2.13 nfcip-1 operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.2.14 am modulation depth: definition and calib ration . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.2.15 antenna tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.3 registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 1.3.1 iso mode definition register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.3.2 operation control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1.3.3 configuration register 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 docid029768 rev 2 3/65 ST25R3910 contents 4 1.3.4 configuration register 3 (iso-14443a and nfc) . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 1.3.5 configuration register 4 (i so-14443b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.3.6 configuration register 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.3.7 receiver configuration register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1.3.8 mask interrupt register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.3.9 interrupt register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.3.10 fifo status register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.3.11 collision register (iso-14443 a only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.3.12 number of transmitted bytes register 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.3.13 number of transmitted bytes register 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.3.14 a/d output register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1.3.15 antenna calibration register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1.3.16 external trim register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 1.3.17 modulation depth definition register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 1.3.18 modulation depth display register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 1.3.19 antenna driver am modu lated level definition regist er . . . . . . . . . . . . 50 1.3.20 antenna driver non-modulated level de finition register . . . . . . . . . . . 50 1.3.21 nfcip field detection threshold register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 1.3.22 regulator display register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 1.3.23 regulated voltage definition register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 1.3.24 receiver state display register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2 pinouts and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3 electrical characteristi cs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.1 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.2 operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.3 dc/ac characteristics for digital inputs and outputs . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.3.1 cmos inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.3.2 cmos outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.4 electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.1 qfn32 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5 part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 contents ST25R3910 4/65 docid029768 rev 2 6 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 docid029768 rev 2 5/65 ST25R3910 list of tables 5 list of tables table 1. serial data interface (4-wire interface) signal lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 table 2. spi operation patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 table 3. intr output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 table 4. direct commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 table 5. nfc p2p timings implemented in ST25R3910. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 table 6. setting mod bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 table 7. registers map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 8. iso mode definition register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 table 9. operation control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 table 10. configuration register 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 table 11. configuration register 3 (iso-14443a and nfc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 table 12. configuration register 4 (iso-14 443b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 table 13. io configuration register 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 table 14. receiver configuration register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 table 15. mask interrupt registerr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 table 16. interrupt register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 table 17. fifo status register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 table 18. collision register (iso-14443a only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 table 19. number of transmitted bytes register 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 table 20. number of transmitted bytes register 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 table 21. a/d output register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 table 22. antenna calibration register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 table 23. external trim register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 table 24. modulation depth definition register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 table 25. modulation depth display register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 table 26. antenna driver am modulated level definition regi ster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 table 27. antenna driver non-modulated level definition register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 table 28. nfcip field detection threshold register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 table 29. target activation threshold as seen on rfi1 input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 table 30. collision avoidance thre shold as seen on rfi1 input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 table 31. regulators display register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 32. regulated voltage definition register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 33. regulated voltages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 34. receiver state display register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 35. rssi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 table 36. ST25R3910 pin definitions - qfn32 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 table 37. electrical parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 38. electrostatic discharge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 39. temperature ranges and storage conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 table 40. operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 table 41. cmos inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 table 42. cmos outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 table 43. electrical specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 table 44. qfn32 5 mm x 5 mm dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 table 45. ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 table 46. document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 list of figures ST25R3910 6/65 docid029768 rev 2 list of figures figure 1. ST25R3910 block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 figure 2. minimum configuration with single sided antenna driving (including emc filter) . . . . . . . . 10 figure 3. minimum configuration with di fferential antenna driving (including emc filter). . . . . . . . . . 11 figure 4. exchange of signals with microcontr oller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 figure 5. spi communication: writing a single byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 figure 6. spi communication: writing multiple bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 figure 7. spi communication: reading a single byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 figure 8. spi communication: loading of fifo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 figure 9. spi communication: reading of fifo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 figure 10. spi communication: direct command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 figure 11. connection of trimming capacitors to the antenna lc tank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 figure 12. ST25R3910 qfn32 pinout (1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 figure 13. qfn32 package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 docid029768 rev 2 7/65 ST25R3910 functional overview 35 1 functional overview the ST25R3910 is suitable for applications where the reader antenna is directly driven (no 50 ? cable). several unique features make it especially suitable for low power and battery powered applications. 1.1 block diagram the block diagram is shown in figure 1 . figure 1. ST25R3910 block diagram 1.1.1 transmitter the transmitter incorporates drivers that dr ive external antenna through pins rfo1 and rfo2. single sided and differential driving is possible. the transmitter block additionally contains a sub-block that modulates transmitted signal (ook or configurable am modulation). 0 6 9 6 7 5 / r j l f ; 7 2 ; 7 , 5 ) 2 5 ) , 5 ) , 6 3 , 5 ) 2 5 h f h l y h u 7 u d q v p l w w h u 5 h j x o d w r u v $ ' f r q y h u w h u ; 7 $ / r v f l o o d w r u 3 2 5 d q g % l d v ( [ w h u q d o i l h o g g h w h f w r u 3 k d v h d q g d p s o l w x g h g h w h f w r u ) , ) 2 & |