本文介绍了对现有遥控无钥门禁（RKE）应用的被动无钥门禁（PKE）系统升级。钥匙设计包括一片集成了三轴向模拟前端（Analog Front-End，AFE）的PIC16F639单片机，采用一片PIC18F2680单片机来实现低频发射器。设计经过优化，只需稍作修改便可集成到现有典型平台中。

工作原理

当低频（LF）发射器检测到触发输入时，将发送一条编码的125kHz报文。该信号范围内的任何应答器均会接收这条报文，并对编码的数据字段进行验证。如果发射器被识别，将发送一条RF（433.92MHz）KEELOQ编码报文。一个标准的RKE接收器对该数据包进行解码，如果被识别，将进行相应的操作。

为降低电流消耗，LF发射器不会持续轮询应答器。触发事件将把发射器从休眠模式或掉电模式唤醒。触发输入的可能类型或来源如下：
(1) 通过网络传输的命令；
(2) 门把手上红外信号；
(3) 简易微动开关，由门把手装置激活；
(4) 容性临近探测器，该探测器可检测手靠近门把手时的现场变化为简化起见，本文的应用采用微动开关输入。报文发送后，LF发射器将持续轮询应答器，这有助于对方向和范围进行估计。

应答器钥匙以常规按键RKE钥匙方式工作。当检测到有效LF现场报文时，单片机将如同按下第六个虚拟按键一样作出响应，并发送一个独特的功能码。RF接收器/解码器组合包括一个KEELOQ安全IC。典型的解码器为HCS500、HCS512或HCS515。本设计采用用户可编程的PIC中档单片机。

低频发射器模块

1、硬件

（1）单片机：LF控制器选择PIC18F2680，该单片机具有丰富的外设。另外它还内置CAN控制器和兼容LIN的EAUSART，方便与车载网络接口。器件的捕捉/比较/PWM模块可产生用作LF载波的125kHz方波。

（2）可配置输入：为触发器提供了双路可容许12V的输入。可以对这两个输入电路重新配置以适应多种输入类型。假如一个输入为接地的瞬时开关，则电路板重新配置如下：用0Ω电阻代替R2，去除R3和D3，用30K电阻代替D2。

（3）LF发射器：由单片机的PWM输出驱动大电流MOSFET驱动器（TC4422），进而驱动由TX线圈（L1）和电容C2组成的谐振电路。该输出电路能产生一个电压峰- 峰值高达320V的磁场。

（4）网络接口：网络连接由MCP201 LIN收发器和MCP2551 CAN收发器实现。

（5）电源：电源可从电源插座J1、CAN插头J3或LIN连接器J4输入。电压范围为8-18VDC。汽车级电压调节器具有电池反向保护、瞬态保护和负载突降保护功能。为降低功耗，可以免接电源指示LED。

2、软件

当检测到触发事件时发送LF报文。发送激励报文后低频发射器模块将等待来自RF接收器模块的响应长达50ms。这个通知通过LIN数据线发送。如果没有接收到响应，模块会再发送同一条报文两次，之后进入掉电状态，等待下一个触发事件。LF激励报文由一个125kHz载波组成，其调制方式如下：
（1）导通4ms以使接收AGC稳定。
（2）关断500μs。
（3）在导通2ms后再关断2ms以使能接收器输出滤波器。该方式取决于接收AFE的配置设置。
（4）模块序列号的低16位（LSb），采用PWM编码。
（5）关断50ms，等待来自RF接收器接的有效响应。
报文的激励代码部分用于确保只招呼先前学习过的应答器。所有其他应答器都保持缄默状态。通过修改固件增删激励代码，可以满足不同应用的要求。本设计使用16位激励代码应该足够了。

PKE发射器-应答器

RKE钥匙单元是在一个装置内支持PKE应用和RKE应用的全面解决方案。电路板设计为可接受PIC16F636或PIC16F639单片机。稍作修改后，还可以支持PIC12F635单片机。

本设计具有以下一些特性：多达五个按键输入；1或2个LED输出；433.92MHz发射器；三轴向低频接收器。

1、硬件

将PIC16F636单片机的引脚1与U1的引脚1对齐安装PIC16F636单片机，将支持RKE应用。由于PIC16F636与PIC16F639上端的引脚配置完全相同，唯一没有的功能是片内低频模拟前端。

对于PKE应用，要安装PIC16F639单片机和相关的低频接收器线圈。发射器上的四个按键（S1-S4）与对应的单片机输入引脚（S1-S4）相连接。用户可通过激活编码器的任意组合来发送15个可能功能码中的任意一个代码。发射器的演示版本没有使用RFEN输出选项，由于该功能的输出与一个按键输入共用一个引脚，因此应该禁止该输出选项。如果RFEN选项使能的话，将会损失一个按键输入。

按键S5与特定的功能码位之间不存在直接关联，它用来发送存储在EEPROM存储器中的用户定义功能码。

通过J1可对单片机的闪存程序存储器和EEPROM数据存储器进行编程。连接器的引脚配置与PICkit 1和PICkit 2编程器兼容。

RF振荡器使用一个表面声波（Surface Acoustic Wave，SAW）谐振器，工作频率为433.92MHz。编程连接器（J1）用来使能在线串行编程（In-Circuit Serial Programming，ICSP）功能。因此，不需要去除板上的单片机便可以对发射器进行重新配置或再编程。

2、软件

应答器固件在功能上基于Microchip HCS365 KEELOQ编码器，提供了其他子程序来进行初始化，并与PIC16F639的内置低频模拟前端接口。

当没有被低频发射器信号激励时，应答器钥匙以标准5按键RKE钥匙方式工作。当检测到并验证了有效的LF现场报文时，单片机将如同按下第六个按键或虚拟按键一样作出响应。

应答器通常处于低功耗休眠模式。当开关输入为低电平或接收到LF激励时，器件将被唤醒，并在20ms开关消抖延时后锁存开关值。之后器件读取配置选项，并根据配置选项确定发送时采取什么样的数据和调制格式。发送由代码字流组成。在按键被按下后只要按键保持为低电平或发生超时状况时，代码字将被发送。代码字格式可以是跳码格式或种子码格式。

超时周期可以通过超时选择（TSEL）配置选项进行选择。该选项可禁止超时，或将超时周期设置为0.8s、3.2s或25.6s。当超时状况发生时，器件将进入休眠模式，这样可以保护电池不至于因按键“粘滞”而被耗尽。

在发送过程中如果检测到新的按键，将取消当前代码字的发送而发送新代码字，超时计数器也将复位。如果所有的按键均被释放，器件仍会发送最小数目的代码字。使用最小数目代码字（MTX）配置选项可以把最小数目代码字数量设置为1、2、4或8。

如果发送最小数目代码字的时间超出超时周期，器件将不会完成最小数目代码字的发送。

遥控无钥门禁系统接收器-解码器模块

遥控无钥门禁接收器- 解码器模块用作RKE和PKE传输的目标板。包括功能码的可视指示和车载网络接口。模块由UHF接收器、单片机、电源、LED指示灯和网络物理接口组成。

1、硬件

（1）UHF接收器：RF输入为调幅（AM）超再生小型混频模块，它用来捕捉来自AM发射器的未解码数据。该模块在较宽的工作温度范围内具有很高的稳频性能，并且能够承受机械振动和手工操作。板载电感可由激光调整，无需使用任何可调节元件。电路板可提供433.92MHz或315MHz信号。CMOS/TTL输出支持高达2000Hz的数据率。接收器模块的这个输入与单片机PORTA端口的INT引脚（RA2）相连接。

（2）单片机：可使用14引脚PIC单片机系列中的任意一款单片机，但通常使用PIC16F636或PIC16F688。PIC16F636片内具有KEELOQ编码器/解码器模块，而PIC16F688内置支持局域部互联网络（LIN）和SAE J2602协议的增强型可寻址USART（EAUSART）。通过J2可对单片机的闪存程序存储器和EEPROM数据存储器进行编程。该连接器引脚配置与PICkit 1和PICkit 2编程器兼容。

（3）网络接口：电路板的这一部分可能没有安装器件，这由最终应用决定。如果需要为这部分安装器件的话，可获得完整的物料清单。
物理从总线驱动器使用MCP201（或MCP202）LIN总线收发器来与LIN或兼容J2602的网络进行通信。使用一个稳压二极管以保护LIN总线引脚免受瞬时电压的破坏。为适应具体的网络拓扑，应该调整接在LIN总线引脚和地之间的电容值。在FAULT/SLPS引脚接入一个大阻值的上拉电阻可以保证器件复位时具有标准的斜率控制性能。

（4）电源：电源可由板上的电源插座J3（5.5 x 2.5mm）或J1（AMP 770969）提供。电压范围为8-18VDC。汽车级电压调节器具有电池反向保护、瞬态保护和负载突降保护功能。为降低功耗，可以免接电源指示LED。

2、软件

固件最初是为PIC16CE624编写的，但代码已经移植到PIC16F6XX系列器件。程序实现了一个KEELOQ跳码解码器。软件设计为一套几乎完全独立的模块（标准汇编包含文件“*.INC”）。为便于理解和维护，每个模块只包含一个简单的函数，可以被替换掉以适应不同的行为和/或支持不同的外设（如存储器和定时器等）。

了解完整参考设计文档，请访问http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21986a_cn.pdf。