Выбор вторичного микропроцессора, Разработка приемо-передающего устройства - Разработка автомобильной охранной сигнализации

По замыслу проекта автомобильной сигнализации в монтажном блоке устанавливаемом в автомобиль используется два микроконтроллера, которые к тому же устанавливаются в разные места автомобиля. На второй микроконтроллер возлагаются функции опроса контактных датчиков, микроволнового датчика салона и датчика удара. Также этот микроконтроллер отслеживает состояние бортовой сети питания. Дополнительная защита организовывается взаимным контролем работоспособности центрального и вторичного микропроцессоров.

Из требований изложенных нами вторичному микроконтроллеру вытекает что для реализации этих функций достаточно простого микроконтроллера. В качестве вторичного микроконтроллера будем использовать микроконтроллер ADuC7022 на ядре ARM7TDMI компании Analog Device его структурная схема приведена на рисунке 11.

Рис. 11

На рисунке 11 Структурная схема процессора ARM7TDMI.

Разработка приемо-передающего устройства

Приемо-передающее устройства организуем на основе однокристальным приемопередатчика AT86RF211производства компании Атмел.

Рабочий диапазон приемопередатчика оптимизирован в полосе частот от 400МГц до 950МГц. Высокий уровень интеграции и гибкость конфигурирования обеспечивают возможность применения приемопередатчика в телеметрии, системах дистанционного управления, сигнализации, радиомодемах, системах автоматического контроля, ручных терминалах, высокотехнологичных игрушках и многих других приложениях. Двухсторонний обмен позволяет использовать прибор для защищенной передачи информации с проверкой и подтверждением ее правильности. AT86RF211 легко конфигурируется для различных применений, в том числе для внешней фильтрации сигналов (ограничение полосы пропускания, улучшение селективности, фильтрации помех, изменения уровня и т. д.), изменения протоколов связи (одноканальные и многоканальные решения). AT86RF211 хорошо адаптируется для батарейных приложений, поскольку требуемый уровень питающего напряжения находится в пределе от 2.4В до 3.75В. Наличие режима пробуждения, перехода в активный режим по получению запроса от передатчика, способствует энергосбережению и увеличению срока работы от одного комплекта батарей.

Как видно приемопередатчик AT86RF211 хорошо подходит для использования в устройстве автомобильной сигнализации как в части монтируемой в автомобиле так и в брелоке.

AT86RF211 является внешним радиочастотным устройством для микроконтроллера, содержащим передатчик, приемник и синтезатор с реально достижимой скоростью передачи до 64кбит/с. Синтезатор реализован на основе фазовой автоподстройки частоты и точной цифровой установки несущей с шагом 200 кГц. Высокая избирательность достигнута за счет использования схемы супергетеродина с двойным преобразованием. Выходная мощность устанавливается цифровым способом и имеет 8 уровней в диапазоне +10 dBm. Дальность связи изменяется от 30 метров в закрытом помещении до 300 метров на открытом пространстве, частота передачи, 915/868/433 МГц, выходная мощность, +10/12/14 дБ/м, ток потребления, 0,5 - 35мкА, напряжение питания, 2,4 - 3,75В. Такие параметры позволят организовать уверенные прием и передачу управляющих сигналов в зоне видимости автомобиля и позволят обеспечить режим подсказки местоположения автомобиля оборудованного данной сигнализацией, например на автомобильной стоянке.

Выбор частоты осуществляется подключением различных внешних элементов с использованием функции цифровой подстройки. Из внешних компонентов необходим кварцевый резонатор, керамический фильтр, элементы согласования антенны и фильтрующие компоненты питания. Все настройки приемопередатчика производятся записью и чтением служебных регистров, в которых храниться информация о параметрах уровня напряжения батареи питания, состоянии фазовой автоподстройки, уровня принимаемого сигнала. Обмен данными между радиочастотным модулем и микроконтроллером выполняется по трехпроводной линии связи посредством регистров ввода/вывода общего назначения микроконтроллера, которые используются для чтения и записи данных в 16 внутренних регистров AT86RF211. Из них 8 регистров используются для конфигурирования нормального режима обмена данными, 4 регистра для режима пробуждения и 4 регистра для реализации специальных функций, определяемых приложением. Наиболее часто используемые биты расположены в старших разрядах регистров. Режимы чтения и записи позволяют осуществлять доступ к отдельным битам регистра.

В нормальном режиме микросхема конфигурируется микроконтроллером установлением частоты и режим "приема" Rx или "передачи" Tx. В режиме "передача" микросхема действует как конвейер данных, поступающих на вывод DATAMSG, немедленно транслируя их в эфир. В режиме "прием" сигнал, поступающий с антенны, демодулируется и передается побитно в МК по тому же выводу DATAMSG. Сохранение данных и обработка их в приемопередатчике не производится.

Схематическое описание работы приемопередатчика в режимах приема и передачи показано на рисунке 12.

режимы передачи и приема данных

Рисунок 12 - Режимы передачи и приема данных

Если проектируется асинхронный интерфейс UART, то оба вывода RхD и TхD микроконтроллера соединяются с двунаправленным вводом/выводом DATAMSG, организуя полудуплексную передачу. При отсутствии передачи данных вывод TхD должен находиться в высокоимпедансном состоянии. Вывод DATACLK используется для синхронной передачи и поэтому при использовании UART не задействован. Выводы SDATA, SCK и SLE подключаются к выводам общего назначения микроконтроллера. Если используется экономичный режим, то вывод wakeup должен быть подключен к выводу контроллера с функцией прерывания. Следует учитывать скорость передачи по интерфейсу SPI, иначе она может превысить максимально возможную для передачи радиомодулем AT86RF211.

схема подключения передатчика к микроконтроллеру

Рисунок 13 - Схема подключения передатчика к микроконтроллеру

В режиме приема данных приемопередатчик можно перевести в состояние пробуждения. В этом состоянии AT86RF211 выходит из спящего режима по сигналу встроенного таймера и ожидает предварительно определенное сообщение. Если сообщение не принято, процесс повторяется. В случае, если получено ожидаемое сообщение, его поле данных сохраняется в AT86RF211 (длинной до 32 бит), при этом приемопередатчик генерирует сигнал пробуждения для микроконтроллера по линии вывода WAKEUP. Схематическое описание работы приемопередатчика в режиме пробуждения показано на рисунке 14.

Для управления и мониторинга за работой AT86RF211 существует трехпроводной цифровой интерфейс, который имеет следующие линии управления: SLE - вход разрешения чтения/записи данных, SCK - тактируемый вход для синхронизации чтения/записи данных, SDATA - двунаправленная линия связи для чтения/записи данных.

Сигнал SLE используется для защиты от перезаписи значений регистров, т. е. если на входе SLE установлена лог. "1", то AT86RF211 игнорирует все процессы чтения и записи на линиях SCK и SDATA.

краткое представление работы режима пробуждения

Рисунок 14 - Краткое представление работы режима пробуждения

Похожие статьи




Выбор вторичного микропроцессора, Разработка приемо-передающего устройства - Разработка автомобильной охранной сигнализации

Предыдущая | Следующая