作者：youbok lee

    免持式被動無鑰門禁(pke)正迅速成為汽車遠(yuǎn)程無鑰門禁應(yīng)用的主流，并成為新車型的普遍選項。該方法無需用手按發(fā)送器按鈕來鎖上或打開車門，只要擁有一個有效的應(yīng)答器就可方便地進(jìn)出車輛。

    免持式pke應(yīng)用要求基站和應(yīng)答器單元之間進(jìn)行雙向通訊。車輛內(nèi)的基站單元發(fā)出一個低頻(lf)命令，搜尋周圍的應(yīng)答器。一旦車主的應(yīng)答器被搜索到，該應(yīng)答器隨即自動回應(yīng)基站單元。基站單元在收到有效的驗證響應(yīng)信號后打開車門。

    在典型的pke應(yīng)用中，將基站單元的輸出功率設(shè)計為政府機(jī)構(gòu)規(guī)定的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)所允許的最大功率。當(dāng)工作于9v到12v直流電源下時，可達(dá)到的最大天線電壓約為300v峰峰值。由于低頻信號(125khz)的非傳播特性，距離發(fā)送基站單元約兩米外的典型鑰匙扣應(yīng)答器所接收到的信號電平只有約幾個mv峰峰值。另外，由于天線的方向特性，如果天線沒有朝向基站天線，應(yīng)答器的輸入信號電平會非常弱。

    若pke無法正常運行，最可能的原因是應(yīng)答器輸入信號電平太弱。因此，為讓免持式pke應(yīng)用可靠工作，輸入信號在任何期望的通訊范圍內(nèi)都應(yīng)足夠強(qiáng)(高于輸入靈敏度電平)。為使pke系統(tǒng)可靠，系統(tǒng)設(shè)計工程師必須考慮基站命令信號的輸出功率、應(yīng)答器的輸入靈敏度、天線的方向性以及應(yīng)答器的電池使用壽命這四個重要參數(shù)。

    pic16f639是一款帶三通道模擬前端(afe)的mcu，其模擬前端特性由mcu固件控制。由于使用方便，該器件可用于多種智能低頻檢測和雙向通訊應(yīng)用中。本文討論了利用pic16f639 mcu實現(xiàn)智能pke應(yīng)答器的設(shè)計電路示例，并給出了電路中的mcu固件示例。設(shè)計工程師可以很方便地根據(jù)用戶的特定應(yīng)用對這些電路和mcu固件進(jìn)行修改。

    圖1：采用雙向通信的智能被動無鑰匙門控(pke)系統(tǒng)。

    pic16f639 pke應(yīng)答器

    pic16f639包括數(shù)字mcu部分(pic16f639內(nèi)核)和模擬前端(afe)部分，可用于多種低頻檢測和智能雙向通訊應(yīng)用。圖1為一個典型的pke系統(tǒng)示例，基站單元發(fā)出一個125khz的命令信號，搜尋周圍有效的應(yīng)答器。如果接收到的命令有效，pke應(yīng)答器將返回一個響應(yīng)信號。

    pic16f639器件的模擬輸入靈敏度很高(高達(dá)1mv峰峰值)，具有三個天線連接引腳。通過連接指向x、y和z方向的三個天線，應(yīng)答器可隨時接收來自任意方向的信號，從而降低由天線的方向性而造成信號丟失的可能性。各天線引腳的輸入信號的檢測是相互獨立的，并隨后相加。通過對配置寄存器進(jìn)行編程，每個輸入通道可以被單獨使能或禁止。被使能的通道越少，器件的功耗就越小。

    為實現(xiàn)免持操作，應(yīng)答器連續(xù)等待并檢測輸入信號，這會減少電池使用壽命。因此，為減小工作電流，在模擬前端(afe)搜尋有效輸入信號的同時，數(shù)字mcu部分可以處于低電流模式(休眠模式)。只有當(dāng)afe檢測到有效輸入信號時，數(shù)字mcu部分才被喚醒。通過使用一個輸出使能濾波器(喚醒濾波器)可實現(xiàn)這個功能。pic16f639具有9個輸出使能濾波器選項。用戶可利用配置寄存器對濾波器進(jìn)行編程。濾波器一旦被編程，則只有在輸入信號達(dá)到濾波器要求時，器件才將檢測到的輸出傳送到數(shù)字部分。

    圖2：被動無鑰門禁(pke)應(yīng)答器的配置電路圖。

    圖2為pke應(yīng)答器的配置示例。這個應(yīng)答器包括pic16f639器件、外部lc諧振電路、按鈕、uhf發(fā)送器、后備電池(可選)和3v鋰電池。

    數(shù)字部分有porta和portc兩個i/o口。每個porta引腳都可被單獨配置為電平變化中斷引腳，而portc各引腳沒有電平變化中斷的功能。afe部分共用數(shù)字部分portc的rc1、rc2和rc3三個i/o引腳，這些引腳在內(nèi)部分別連接到afe的cs、sclk/alert和lfdata/cclk/rssi/sdio焊盤上。lfdata/cclk/rrsi和alert為afe輸出。sdio、sclk和cs被用來編程或讀取afe