2.1 主要芯片的選擇

　　MSP430系列單片機的結構完全以系統低功耗運行為核心，電源采用1.8~3.6V低電壓，活動模式耗電250μA/MIPS，RAM數據保持方式下耗電僅0.1μA.由于系統在90%以上的時間內都是處于休眠或低功耗狀態，因此漏電流成為影響系統功耗的另一個重要因素，其I/O輸入端口的漏電流最大僅為50nA.加上有獨特的時鐘系統設計，包括兩個不同的時鐘系統：基本時鐘系統和鎖頻環（FLL和FLL+）時鐘系統或DCO數字震蕩器時鐘系統。由時鐘系統產生CPU和各功能模塊所需的時鐘，并且這些時鐘可以在指令的控制下打開或關閉，從而實現對總體功耗的控制。由于系統運行時使用的模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗會有明顯的差別。在系統中共有一種活動模式（AM）和五種低功耗模式（LPM0~LPM4）。另外，MSP430系列單片機采用矢量中斷，支持十多個中斷源，并可以任意嵌套。用中斷請求把CPU喚醒只需要6μs，通過合理編程，既可以降低系統功耗，又可以對外部請求做出快速響應。

　　射頻芯片是整個RFID卡最核心的部分，直接關系到標簽的讀寫距離和可靠性，同時也直接影響到整個系統的功耗。CC1100是Chipcon公司推出的單片UHF無線發射芯片，體積小，功耗低，數據速率支持1.2~500kbps的可編程控制，其工作電壓范圍為1.9~3.6V，可以工作在915MHz.、868MHz.、433MHz和315MHz四個波段，還可通過程序配置在所有頻段提供-30~10 dBm輸出功率內置地址解碼器、先入先出堆棧區、調制處理器、時鐘處理器、GFSK濾波器、低噪聲放大器、頻率合成器，功率放大器等功能模塊。它具有兩種低功耗工作模式：關機模式和空閑模式，在關機模式下工作電流小于200nA.本文中CC1100工作在433MHz的頻率上，采用FSK調制方式，數據速率為100kbps，信道間隔為200kHz.

　　2.2 電路設計

　　為簡化系統結構，本系統僅由必須的微處理器單元、射頻收發單元、天線及電池單元組成。省去電池到器件之間的穩壓電路，直接由電池給系統供電。節省了穩壓電路所帶來的靜態電流消耗，使電池壽命進一步延長。為防止發射狀態較大的電流造成電池電壓瞬態降低，使用較大容量電容與電池并聯。MSP430F2012內部集成的零功耗欠壓復位（BOR）保護功能，可以在電壓低于安全操作范圍時執行完全復位，很好地解決了單片機復位不完全而產生的隨機錯誤操作問題。

　　3. 軟件設計

　　盡量用軟件來代替硬件也是低功耗系統設計常常采取的措施。本次程序開發綜合考慮了時序調度和工作效率兩方面問題，以降低系統的功耗。

　　3.1 合理設計工作時序

　　由于CPU的運行時間對系統的功耗影響極大，應盡可能縮短其工作時間，較長地處于空閑方式或掉電方式是軟件設計降低單片機系統功耗的關鍵。程序運行流程圖如圖2（a）、（b）所示，當系統上電完成初始化操作即刻進入低功耗模式，只在系統接收到正確信息產生中斷時才會喚醒單片機進入工作模式，盡量在短時間內完成對信息或數據的處理，當處理結束立即返回低功耗模式等待下一個中斷到來。