主控芯片NXP LPC812：LPCS00 系列是基于ARM Cortex-M0+的低成本32 位MCU 系列产品，工作时CPU 频率最高可达30 MHz。它支持最高16 KB 的闪存和4 KB 的SRAM。

射频芯片SLRC610

　　SLRC610 是NXP 公司新一代多协议无线近场芯片中的一员，它是用于13.56MHz 的非接触式通信的高度集成的收发器芯片，支持并遵守IS0/IEC15693、EPCUID 和ISO/IEC18000-3 mode 3/EPC Class-1 HF 协议的卡片。它与主机的通信接口有SPI、UART、I2C 总线（包括I2C 和I2CL 模式）三种。另外，它的安全性比上一代更高，支持安全访问模块（SAM）的连接。

模块硬件设计

　　模块主要由通信升级接口、调试接口、提示信号、LPC812、SLRC610、模块内置天线等组成。模块框图如图1 所示。

主控芯片电路设计

　　LPC812 是LPC800 系列配置最高的型号，它有TSSOP16、SO2O、TSSOP20 三种封装，因为设计的是小模块，所以选用了sO2O 塑料小型封装。由于LPC812支持通过开关矩阵将特殊功能分配到某个I/O 引脚，所以在设计原理图的时候可以充分考虑将某个功能分配到哪个引脚上既方便布线、性能又好。另外，本次设计中LPC812 内置的1%精度的12 MHz 内部RC 振荡器作系统时钟。主控芯片电路如图2 所示。

射频芯片电路设计

　　SLRC610 只有一种小型的HVQFN32 封装，特别要注意它的第33 引脚，也就是芯片朝PCB 面正中间一个正方形的面，这个面必须良好接地，否则会出现些奇怪的现象。SLRC610 支持SPI、I2C 总线、I2CI 和UART 四种接口，它会在掉电复位后通过IFSEL0 和IFSEL1 电平组合来判断当前主机接口类型。本次设计是采用了硬编码的SPI 接口，在硬件电路上需IFSEL0 接地、IFSEL1 接VCC。射频芯片电路如图3 所示。其巾，引在SLRC610 芯片中33 引脚VSS 的作用是接地和散热，所以此引脚必须良好接地。

　　天线的匹配电路包含一个EMC 低通滤波器（L1、L2、C5、C6），一个匹配电路（C3、C4、C7～ C1O），一个接收电路（R2、R3、C15）和天线本身。接收电路的元件值需被特别设计并根据板子实际情况调整。本次设计模块的尺寸有限，接收电路采用了元器件较少的单端模式，且天线线圈是内置在PCB 中间层，以方便应用，减小体积。

　　本模块设计中采用的是较新的主控和射频芯片，价格较低，性能又强，而且在很长一段时间内不会有供货、价格等方面的问题。LPC800 系列既增加了开关矩阵等实用的功能，方便用户电路设计，也集成了老一代单片机的ISP 升级功能。本文详细描述了这两颗芯片的使用方法以及对模块的调试方法与步骤等。该模块采用贴面封装的元件，具有低成本、低功耗、小尺寸、读写卡距离远等特点，使用起来很方便，具有较高的应用价值。

　　本文介绍一款具有16 路遥控接点输出的ARTU-J16，该装置通过RS485 总线与上位机相连，作为远程继电器输出模块，用于接收计算机指令，执行系统的遥控操作或自动控制，继电器输出共16 路，装置拥有1600 组操作事件记录，带GPS 校时功能，在外部电源掉电后可以保证SOE 事件记录一个月内不丢失，相对以往控制方式，本设计在简化控制网络结构的同时，提供了一种低成本，高可靠性的替代方案。

主控CPU

　　ARTU-J16 型16 路遥控执行单元设计采用ATMEL 公司的ATmega128，单芯片实现双路RS485 通讯、数据处理、事件记录存取，显示和16 路继电器常开接点的输出状态控制。ATmega128 是ATMEL 公司推出的一款8 位RISC 结构高速低功耗单片机，在16M 时钟频率时系统性能可达16MIPS，内带128k 的FlashROM、4k 的EEPROM、4k 系统SRAM；可扩展64k 外部存储器；两路UART通讯口。同时该芯片拥有JTAG 在线编程口，方便用户调试，降低了开发成本，53 个可编程I/O 口可以挂接足够多的外围设备。

拨码开关设定输入

　　拨码开关提供用户一个简化的人机接口，用于设定RS485 通讯中的地址、波特率、数据格式等设定功能，拨码开关（SW1）的10 位数据口都接10k 电阻上拉到Vcc，电路使用一个74HC244（IC5）数据缓冲器，把拨码开关的状态传送到8 位数据总线，剩余两根数据线则直接接到CPU 的I/O 端口（见图2）。

通讯方式

　　通讯方式采用双路RS485 方式，调试及设定和上位机通讯部分在物理上分成两路，互不干扰，有效防止可能存在的误操作（见图3）。

看门狗控制

　　掉电自动保存部分使用MAX691CWE（IC8）作为电源管理，在系统有辅助供电的情况下保证IC3 由主电源Vcc 供电，当主电源掉电时则自动切换到后备电池供电方式。同时此芯片还兼有看门狗功能，在系统死机的极端情况下及时　复位CPU 使系统快速恢复至受控状态（见图5）。

继电器控制及输出

　　继电器控制输出使用一个74HC273（IC14）锁存需要输出的8 路继电器输出状态，再经由ULN2803（IC15）驱动对应的继电器（K1 只是16 路中的一路），二极管D1 可以旁路继电器K1 在断开的瞬间所产生的反向电流，而并接在K1输出接点上的压敏电阻VZ1 则可以吸收关断后级感性负载所产生的反向电动势，有效延长输出继电器触点的寿命（见图6）。

　　ARTU-J16 遥控单元国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心测试，符合相关标准要求。该产品已在某油田供水供电公司、苏州某税务大厦、内蒙某煤矿等工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。