一種汽車雙向遙控門鎖系統(tǒng)的實現(xiàn)
發(fā)布時間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數(shù):444
關(guān)鍵詞：雙向遙控門鎖；無線收發(fā)系統(tǒng)；LCD
引言
汽車遙控車門開關(guān)(remote keyless entry，RKE)已經(jīng)成為汽車不可或缺的部分。RKE對于提高汽車的防盜性和控制性有重要意義。以往設計的單向RKE 系統(tǒng)由一個控制端與一個執(zhí)行端組成，這種系統(tǒng)最大的不便是只有用戶發(fā)送信息給車門，而車門無法將自己的信息反饋給用戶，這就使得用戶無法知道汽車的狀況，給汽車的安全帶來隱患。此外，由于系統(tǒng)由電池供電，降低功耗也是一個比較大的問題。為了解決這兩個問題，本文設計了一個基于無線收發(fā)芯片nRF9E5和LCD芯片12864-12實現(xiàn)的雙向RKE系統(tǒng)。
圖1 雙向RKE系統(tǒng)構(gòu)成
圖2 nRF9E5與 點陣式LCD接口示意圖
圖3 上位機收發(fā)程序流程
圖4 下位機收發(fā)程序流程
nRF9E5功能介紹
nRF9E5 是Nordic 公司 推出的系統(tǒng)級RF芯片，其內(nèi)置nRF905 43 3/868/915 MHz收發(fā)器、8051 兼容微控制器和4 輸入10 位80ksps ADC，其內(nèi)置nRF905 收發(fā)器與nRF905 芯片的收發(fā)器一樣， 可以工作于ShockBurst(自動處理前綴、地址和CRC)方式。內(nèi)置電壓調(diào)整模塊， 最大限度地抑制噪聲， 為系統(tǒng)提供1 . 9 ~3.6V 的工作電壓。
nRF9E5 的片內(nèi)微控制器有1 個和8051相同的串口，可以用定時器1 和定時器2 來作為異步通信的波特率產(chǎn)生器。微處理器中含有256B的數(shù)據(jù)RAM和512B的ROM，此外， 還擴展了2 個數(shù)據(jù)指針， 以方便于從XRAM 區(qū)讀取數(shù)據(jù)。上電復位或軟件復位后， 處理器自動執(zhí)行ROM引導區(qū)中的代碼。用戶程序通常是在引導區(qū)的引導下， 從EEPROM加載到1個4KB的RAM中， 這個4KB的RAM也可用于存儲數(shù)據(jù)。
nRF9E5片內(nèi)集成了收發(fā)器，它可以通過內(nèi)部并行端口或內(nèi)部SPI與其它模塊進行通信，具有同單片射頻收發(fā)器nRF905 相同的功能。收發(fā)器通過片內(nèi)的并行端口或S P I與微控制器通信。nRF9E5收發(fā)器由1 個完整的頻率合成器、1 個功率放大器、1 個調(diào)節(jié)器和2 個接收器組成。輸出功率、頻道和其它射頻參數(shù)可通過對特殊功能寄存器RADIO(0xA0) 編程進行控制。在發(fā)射模式下，射頻電流為11mA，接收模式下為12.5mA。為了節(jié)能， 可通過程序控制收發(fā)器的開/ 關(guān)。
雙向RKE系統(tǒng)硬件組成
雙向RKE系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端和主收發(fā)器兩大部分組成。其中數(shù)據(jù)終端是用戶隨身攜帶的，可以理解為一種遙控鑰匙，而主收發(fā)器是安裝在車門內(nèi)的，用于開啟車門。數(shù)據(jù)終端和主收發(fā)器之間的數(shù)據(jù)通信是通過nRF9E5來進行的。由于nRF9E5內(nèi)置微控制器且所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不是很大，因此在RKE系統(tǒng)中既不需要另外附加微控制器，也不需要擴展其它的存儲器，使得系統(tǒng)硬件構(gòu)造非常簡單。整個雙向RKE系統(tǒng)如圖1所示。
其中主收發(fā)器和數(shù)據(jù)終端都可以通過RS-232或者USB接口與PC相連，可以實現(xiàn)PC與nRF9E5之間的通信，這樣就可以通過PC將數(shù)據(jù)終端要顯示的字符(報警信息)以ASCII的形式寫入到數(shù)據(jù)終端的內(nèi)存中，當汽車需要報警時，數(shù)據(jù)終端就將這些報警信息提出來，然后通過LCD顯示出來。同時可以通過PC將所有命令預先固化到硬件中，到時用戶只需要通過手中的按鍵操作就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。
在用戶端的數(shù)據(jù)終端中，由于采用的LCD為4位點陣式液晶顯示器，此顯示模塊內(nèi)部的控制和驅(qū)動器都是由CMOS電路組成，CMOS電路是低功耗器件，而nRF9E5也是采用CMOS結(jié)構(gòu)，故可以省去單片機與顯示模塊之間的驅(qū)動電路，直接將兩者相連。其硬件接口連接如圖2所示。按圖中接口，上電時，LCD自動復位為8位數(shù)據(jù)總線、單行顯示方式，顯示器的左8位點亮，右8位熄滅。在初始化程序中須用指令將LCD設置成4位數(shù)據(jù)總線、雙行顯示方式，使顯示的左8位和右8位都處在工作狀態(tài)。
此外，對于nRF9E5而言，其最大的優(yōu)點是具有載波檢測功能。當收發(fā)器準備發(fā)送數(shù)據(jù)時， 它首先進入接收方式并探測所工作的信道是否空閑。載波檢測的標準一般比靈敏度低5 dBm，比如，靈敏度為-100 dBm，載波檢測功能探測低至-105 dBm 的載波。也就是說，載波低于-105 dBm，載波檢
關(guān)鍵詞：雙向遙控門鎖；無線收發(fā)系統(tǒng)；LCD
引言
汽車遙控車門開關(guān)(remote keyless entry，RKE)已經(jīng)成為汽車不可或缺的部分。RKE對于提高汽車的防盜性和控制性有重要意義。以往設計的單向RKE 系統(tǒng)由一個控制端與一個執(zhí)行端組成，這種系統(tǒng)最大的不便是只有用戶發(fā)送信息給車門，而車門無法將自己的信息反饋給用戶，這就使得用戶無法知道汽車的狀況，給汽車的安全帶來隱患。此外，由于系統(tǒng)由電池供電，降低功耗也是一個比較大的問題。為了解決這兩個問題，本文設計了一個基于無線收發(fā)芯片nRF9E5和LCD芯片12864-12實現(xiàn)的雙向RKE系統(tǒng)。
圖1 雙向RKE系統(tǒng)構(gòu)成
圖2 nRF9E5與 點陣式LCD接口示意圖
圖3 上位機收發(fā)程序流程
圖4 下位機收發(fā)程序流程
nRF9E5功能介紹
nRF9E5 是Nordic 公司 推出的系統(tǒng)級RF芯片，其內(nèi)置nRF905 43 3/868/915 MHz收發(fā)器、8051 兼容微控制器和4 輸入10 位80ksps ADC，其內(nèi)置nRF905 收發(fā)器與nRF905 芯片的收發(fā)器一樣， 可以工作于ShockBurst(自動處理前綴、地址和CRC)方式。內(nèi)置電壓調(diào)整模塊， 最大限度地抑制噪聲， 為系統(tǒng)提供1 . 9 ~3.6V 的工作電壓。
nRF9E5 的片內(nèi)微控制器有1 個和8051相同的串口，可以用定時器1 和定時器2 來作為異步通信的波特率產(chǎn)生器。微處理器中含有256B的數(shù)據(jù)RAM和512B的ROM，此外， 還擴展了2 個數(shù)據(jù)指針， 以方便于從XRAM 區(qū)讀取數(shù)據(jù)。上電復位或軟件復位后， 處理器自動執(zhí)行ROM引導區(qū)中的代碼。用戶程序通常是在引導區(qū)的引導下， 從EEPROM加載到1個4KB的RAM中， 這個4KB的RAM也可用于存儲數(shù)據(jù)。
nRF9E5片內(nèi)集成了收發(fā)器，它可以通過內(nèi)部并行端口或內(nèi)部SPI與其它模塊進行通信，具有同單片射頻收發(fā)器nRF905 相同的功能。收發(fā)器通過片內(nèi)的并行端口或S P I與微控制器通信。nRF9E5收發(fā)器由1 個完整的頻率合成器、1 個功率放大器、1 個調(diào)節(jié)器和2 個接收器組成。輸出功率、頻道和其它射頻參數(shù)可通過對特殊功能寄存器RADIO(0xA0) 編程進行控制。在發(fā)射模式下，射頻電流為11mA，接收模式下為12.5mA。為了節(jié)能， 可通過程序控制收發(fā)器的開/ 關(guān)。
雙向RKE系統(tǒng)硬件組成
雙向RKE系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端和主收發(fā)器兩大部分組成。其中數(shù)據(jù)終端是用戶隨身攜帶的，可以理解為一種遙控鑰匙，而主收發(fā)器是安裝在車門內(nèi)的，用于開啟車門。數(shù)據(jù)終端和主收發(fā)器之間的數(shù)據(jù)通信是通過nRF9E5來進行的。由于nRF9E5內(nèi)置微控制器且所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不是很大，因此在RKE系統(tǒng)中既不需要另外附加微控制器，也不需要擴展其它的存儲器，使得系統(tǒng)硬件構(gòu)造非常簡單。整個雙向RKE系統(tǒng)如圖1所示。
其中主收發(fā)器和數(shù)據(jù)終端都可以通過RS-232或者USB接口與PC相連，可以實現(xiàn)PC與nRF9E5之間的通信，這樣就可以通過PC將數(shù)據(jù)終端要顯示的字符(報警信息)以ASCII的形式寫入到數(shù)據(jù)終端的內(nèi)存中，當汽車需要報警時，數(shù)據(jù)終端就將這些報警信息提出來，然后通過LCD顯示出來。同時可以通過PC將所有命令預先固化到硬件中，到時用戶只需要通過手中的按鍵操作就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。
在用戶端的數(shù)據(jù)終端中，由于采用的LCD為4位點陣式液晶顯示器，此顯示模塊內(nèi)部的控制和驅(qū)動器都是由CMOS電路組成，CMOS電路是低功耗器件，而nRF9E5也是采用CMOS結(jié)構(gòu)，故可以省去單片機與顯示模塊之間的驅(qū)動電路，直接將兩者相連。其硬件接口連接如圖2所示。按圖中接口，上電時，LCD自動復位為8位數(shù)據(jù)總線、單行顯示方式，顯示器的左8位點亮，右8位熄滅。在初始化程序中須用指令將LCD設置成4位數(shù)據(jù)總線、雙行顯示方式，使顯示的左8位和右8位都處在工作狀態(tài)。
此外，對于nRF9E5而言，其最大的優(yōu)點是具有載波檢測功能。當收發(fā)器準備發(fā)送數(shù)據(jù)時， 它首先進入接收方式并探測所工作的信道是否空閑。載波檢測的標準一般比靈敏度低5 dBm，比如，靈敏度為-100 dBm，載波檢測功能探測低至-105 dBm 的載波。也就是說，載波低于-105 dBm，載波檢
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