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射频无线门禁体系电路设计方案详解 —电路图天天读(114)

  当今70%的轿车商选用RKE体系,或将其作为一个规范。RKE体系首要由按键加密发送器和车内内置接纳器组成,结构框图如图1所示。它们首要用在轿车门操控、无线传感器、轿车无线胎压监…

  当今70%的轿车商选用RKE体系,或将其作为一个规范。RKE体系首要由按键加密发送器和车内内置接纳器组成,结构框图如图1所示。它们首要用在轿车门操控、无线传感器、轿车无线胎压监测TPMS等方面,运用的频率是315 MHz、433.92 Hz。欧洲一起开放了868 MHz频率来习惯RKE体系的添加需求。

  

  图1 RKE体系结构框图

  RKE体系的用户能够经过钥匙链发送数据来翻开和封闭轿车门。图1中,用户能够按下按键开关来建议与接纳机的通讯,经过一串64~128位长度的数据流进行发送器和接纳器的会话。该数据流包含前引导码、指令码和一串加密翻滚码。通讯速率一般选用2~20 kHz之间,选用ASK调制办法,首要为了延伸发送部分钥匙链中电池的运用寿数。

  功率规划

  规划中首要考虑的是低电流耗费情况下的高可靠性、体系的本钱以及发送器和接纳器的寿数。关于发送器,电池寿数在3~5年是能够满意要求的。电池寿数关于接纳器材也很重要,因为接纳器材有必要总是在线侦听发送端数据,典型的电流要求不超越1 mA。一个规划办法是,在必定时刻内,接纳端确保能够检测到有用的发送信号;为了最大极限地节省电量,接纳器在其他的时刻睡觉。

  安全性规划

  体系的安全性也是一项首要考虑的要素。经过选用Microchip公司专为RKE体系规划的运用DES算法的安全密钥芯片HCS300来完成体系数据的安全加密,避免发送的数据被歹意盗取复制;一起在接纳端运用MC9RS08KA2进行解密和继电器操控。HCS300的操作电压为2.0~6.3 V,是一个可编程28位串行码、64位加密键值、66位发送长度、32位跳频码、4位按键码、2位状况码,具有键值读保护措施的芯片。

  DES编码、解码图如图2和图3所示。

  

  图2 DES编码图

  

  图3 DES解码图

  16位的同步核算器,在每次发送代码后都要产生改动。它随按键的次数而添加。依据DES算法加密,在每次发送的代码中,因为同步计数器的改变而使得每次发送的代码有大于50%的部分不一样。图2阐明在编码过程中怎么运用HCS300的内部可编程EEPROM,一旦编码器检测有按键按下,它就当即读键值,一起改写同步计数器。按键和同步计数器经过加密算法处理,输出数据是32位的加密信息。带着按键信息的32位代码和串行码组成了整个发送码,将被接纳部分接纳到。

  解码部分有必要先学习发送端的数据码,学习包含核算发送端的键值、解密32位的加密信息和可编程阵列中的串行码、同步计数器以及键值。在正常的操作形式中,每次接纳到的有用格局的信息都被核算。串行码用于表明发送码是否被学习过。假如发送码被学习过,那么它的信息被解密和同步计数器值校验,最终接纳体系履行按键操作恳求。图3表明了接纳部分接纳到的信息和它的可编程EEPROM(规划中运用AT24C02)中存储信息的联系。

  射频收发器材和微处理器特性

  为了确保体系能够在较低电流耗费的情况下,有较高的发射功率和接纳灵敏度,体系选用了Maxim公司的MAX1473接纳芯片和MAX7044发射芯片。MAX7044发射芯片作业电压为+2.1~6.0 V,7.7 mA的低作业电流,250 μs的发动时刻。通讯速率能到达100 kbps,小封装3 mm&TImes;3 mm,8引脚SOT23封装。它消除了依据SAW发送器规划的问题;选用晶体结构,供给了更大的调制深度和快速的频率响应机制;降低了温度的影响,温度规模可达-40~125 ℃。

  硬件规划图

  按键DES硬件加密部分电路如图4所示。发送部分射频前端电路如图5所示。接纳部分射频前端电路如图6所示,元器材参数如表1所列。接纳部分微处理器操控电路如图7所示。

  

  图4 按键DES硬件加密部分电路

  

  图5 发送部分射频前端电路

  

  图6 接纳部分射频前端电路

  

  图7 接纳部分微处理器操控电路

  MAX1473接纳芯片选用3.3 V锂电池供电,250 μs发动时刻,小于2.5 μA的待机形式作业电流,-114 dBm的灵敏度;选用TSSOP 28引脚封装规划。MC9RS08KA2作为Freescale公司新推出的一款集成多个功用的高性价比MCU,具有键盘中止和高达20 MHz的内部时钟,以及8位模计数器,2 KB Flash空间,63字节RAM;一起有等候和3种中止形式,满意体系的超低功耗规划(规划中电流小于1 μA),以及简易的6引脚BDM编程调试接口,便于体系的实时晋级。规划中选用6引脚DFN精细小引脚封装,满意体系的小体积要求。

  经过结合多家外围器材和微处理器材,使用Microchip KEELOQ芯片的安全性,Maxim的射频芯片的可靠性、稳定性和Freescale微处理器的高集成度及性价比,整合各家优势,提高了体系的全体功用。经过实践运转,体系到达了预先规划的要求。本次规划只运用了2个按键,依据需求能够外扩功用按键到达15个,用于完成不同的操控信息要求。规划人员能够依据自行需求进行相应的扩展。

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