無(wú)線遙控開(kāi)門(mén)系統(tǒng)在汽車(chē)安全應(yīng)用中的應(yīng)用

　　1 引言

　　在如今的汽車(chē)行業(yè)，無(wú)線遙控開(kāi)門(mén)系統(tǒng)已成為安全應(yīng)用解決方案的熱門(mén)話題。其安全解決方案能在消費(fèi)市場(chǎng)和汽車(chē)市場(chǎng)之間提供了一個(gè)協(xié)作的橋梁。但要給自己的老式、配件難尋的“傳統(tǒng)”車(chē)輛也裝上一套無(wú)線遙控開(kāi)門(mén)系統(tǒng)該怎么辦呢？這也是消費(fèi)者所關(guān)心的熱門(mén)話題。為此本文將對(duì)汽車(chē)無(wú)線遙控開(kāi)門(mén)系統(tǒng)的新型設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用發(fā)展作分析介紹。

　　汽車(chē)安全應(yīng)用所使用的典型無(wú)線遙控開(kāi)門(mén)系統(tǒng)-遙控鑰匙（RKE）系統(tǒng)，如圖1所示。該系統(tǒng)組成包括一個(gè)安裝在汽車(chē)上的控制器（或稱(chēng)接收器）和一個(gè)由用戶(hù)攜帶的收發(fā)器（或發(fā)射器），即無(wú)線遙控車(chē)門(mén)鑰匙。收發(fā)器一般包括一個(gè)微控制器、RF器件以及按鈕和LED等人機(jī)接口器件。微控制器可用DS89C440或PIC16F639，RF器件可用MAX7044或MAX1479或TRF6901。收發(fā)器通常關(guān)閉，只在按下按鈕或需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才工作。收發(fā)器用來(lái)向控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，因此是單向通信。然而，這一情況正在改變。新型智能收發(fā)器即可發(fā)送數(shù)據(jù)，也可接收數(shù)據(jù)，因此是雙向通信。在雙向通信系統(tǒng)中，控制器（安裝在汽車(chē)上）和收發(fā)器（即車(chē)鑰匙）可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通信，不需要人機(jī)接口。

　　2 設(shè)計(jì)思想

　　從上述無(wú)線遙控開(kāi)門(mén)系統(tǒng)組成可看出，系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)思想是基于用微控制器構(gòu)建發(fā)射器（遙控鑰匙）與接收器。

　　眾所周知，MAXQ系列是采用低噪聲設(shè)計(jì)并為配合模擬電路工作而進(jìn)行了優(yōu)化的16位RISC微控制器，能夠與RF接收器器件整合到一起構(gòu)建模擬電路的最佳方案。

　　2.1 遙控鑰匙（發(fā)射器或收發(fā)器）與接收器（車(chē)上控制器）

　　遙控鑰匙可選用DS89C450-KIT和MAX7044或兩個(gè)評(píng)估板（EV KIT），即DS89C450-KIT和MAX7044EVKIT （EVht）構(gòu)成發(fā)射器。可以安裝在一個(gè)殼體內(nèi)，充電電池位于下方。如使用天線，發(fā)送距離超出標(biāo)準(zhǔn)鑰匙鏈幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　接收器（車(chē)上控制器）可由并排安裝在一起的MAXQ3212 16位微控制器和MAXl473接收器組成。其連線接到汽車(chē)的車(chē)體控制模塊（BCM）上。若是在作調(diào)試或演示，可使用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的MAXQ3212端口引腳以9600bps發(fā)送異步串行數(shù)據(jù)。

　　在此之所以采用MAXQ3212 16位微控制器，是因?yàn)镸AXQ系列是采用低噪聲設(shè)計(jì)并為配合模擬電路工作而進(jìn)行了優(yōu)化的16位RISC微控制器，除數(shù)字元件外還集成了高精密的模擬功能，因而應(yīng)用方案需要的芯片數(shù)更少，能夠與RF接收器器件MAXl473整合到一起構(gòu)建模擬電路的最佳方案，而且基本不會(huì)干擾RF信號(hào)。其優(yōu)異的功耗特性與強(qiáng)大的功能組合使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和構(gòu)建更加簡(jiǎn)單，可縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

　　而RF接收器器件MAXl473是最新的300MHz至450MHzASK（振幅變換調(diào)制）射頻接收器平均靈敏度為-114dBm，正常工作僅消耗5.5mA（典型值）的電流。內(nèi)置鏡頻抑制，無(wú)需通常使用的前端SAW濾波器。睡眠模式時(shí)，MAXl473可在小于250ps的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)并發(fā)送數(shù)據(jù)，保證了更深的睡眠周期和更長(zhǎng)的電池壽命。MAXl473可工作于3V至5V的電源電壓。該300MHz至450MHz發(fā)送器和接收器的最大優(yōu)點(diǎn)是能將RKE系統(tǒng)有效距離擴(kuò)大一倍，可理想應(yīng)用子電池供電設(shè)備，包括鑰匙，汽車(chē)報(bào)警和胎壓檢測(cè)。

　　2.2 關(guān)于模擬信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量

　　MAXl473接收器提供一個(gè)模擬接收信號(hào)強(qiáng)度指示器（RSSl），可對(duì)此信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。MAXQ3212內(nèi)置一個(gè)模擬比較器，以比較VREF和CMPI輸入，并可以在定時(shí)器輸出引腳上產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)（PWM）。圖2示出了由比較器和PWM構(gòu)建ADC的方法。將RSSI信號(hào)送到MAXQ3212比較器的VREF引腳端。然后將定時(shí)器編程為PWM模式，如果對(duì)該P(yáng)WM進(jìn)行適當(dāng)濾波，就可產(chǎn)生DAC輸出到T2PB引腳端，并將輸出（即DAC）連接到比較器的另一個(gè)輸入CMPI引腳端。比較器隨后比較信號(hào)電平，如果信號(hào)匹配，可在沒(méi)有專(zhuān)用硬件ADC的情況下成功進(jìn)行了模數(shù)轉(zhuǎn)換。

　　軟件中沒(méi)有采用逐次逼近法，而是采用斜率ADC。從一個(gè)合理的最小值開(kāi)始，DAC輸出緩慢增加，直到比較器指示匹配狀態(tài)。

　　2.3 RF信號(hào)如何解碼

　　MAXl473接收器提供一路數(shù)字信號(hào)輸出（DATAOUT）。由于RF噪聲一直存在，無(wú)論鑰匙鏈實(shí)際上是否在發(fā)送數(shù)據(jù)，該引腳都將連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)。為將該噪聲與信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，MAXQ微控制器必須采用一個(gè)小型軟件狀態(tài)機(jī)，測(cè)量上升沿和下降沿信號(hào)之間的時(shí)間，以識(shí)別前同步碼。