單片機(jī)無線串行接口電路設(shè)計（圖）
作者：南華大學(xué) 黃智偉 朱衛(wèi)華
摘 要：介紹一種采用MICRF102單片發(fā)射器芯片、MICRF007單片接收器芯片構(gòu)成的單片機(jī)無線串行接口電路。
關(guān)鍵詞：單片機(jī) 串行接口 射頻收發(fā)器
1 概 述
單片機(jī)無線串行接口電路由MICRF102單片發(fā)射器芯片、 MICRF007單片接收器芯片組成,工作在300~440 MHz ISM頻段;具有ASK調(diào)制和解調(diào)能力,抗干擾能力強(qiáng),適合工業(yè)控制應(yīng)用;采用PLL頻率合成技術(shù),頻率穩(wěn)定性好;接收靈敏度高達(dá) －96 dBm,最大發(fā)射功率達(dá)－2.5 dBm;數(shù)據(jù)速率可達(dá)2 Kb/s;低工作電壓：4.75~5.5 V;功耗低,接收時電流3 mA,發(fā)射時電流7.75 mA,接收待機(jī)狀態(tài)僅為0.5μA,發(fā)射待機(jī)狀態(tài)僅為1.0μA;可用于單片機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)無線傳輸,也可在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集、遙測遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。
2 電路組成及工作原理
2.1 無線發(fā)射電路
無線發(fā)射電路如圖一所示,電路以MICRF102為核心。MICRF102是Micrel公司推出的一個單片UHF ASK發(fā)射器,采用SOP(M)-8封裝,芯片內(nèi)包含有：由基準(zhǔn)振蕩器、相位檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構(gòu)成的合成器,發(fā)射偏置控制,RF功率放大器,天線調(diào)諧控制和變?nèi)荻䴓O管等電路,是一個真正的"數(shù)據(jù)輸入－無線輸出"的單片無線發(fā)射器件。UHF合成器產(chǎn)生載頻和正交信號輸出。輸入相位信號（I）用來驅(qū)動RF功率放大器。天線調(diào)諧正交信號（Q）用來比較天線信號相位。天線調(diào)諧控制部分檢測天線通道中發(fā)射信號的相位和控制變?nèi)荻䴓O管的電容,以調(diào)諧天線,實現(xiàn)天線自動調(diào)諧。功率放大器輸出受發(fā)射偏置控制單元控制。ASK/OOK調(diào)制,提供低功耗模式,數(shù)據(jù)傳輸速率為20 kb/s。
使用中應(yīng)注意的問題是：（1）REFOSC（引腳4）是基準(zhǔn)振蕩端,連接晶振到地,或采用AC耦合方式輸入峰-峰值為0.5 V的時鐘脈沖。發(fā)射頻率是基準(zhǔn)振蕩器頻率的32倍：基準(zhǔn)振蕩頻率×32=發(fā)射頻率。如果使用外接時鐘信號,須采用AC耦合方式,輸入信號幅度峰-峰值為 200~500 mV。（2）MICRF102使用差分輸出去驅(qū)動天線負(fù)載。功率放大器輸出級包含有一個變?nèi)荻䴓O管,它自動與天線的電感調(diào)諧,以保證諧振在發(fā)射頻率上。典型的PCB導(dǎo)線天線的電感與回路的尺寸、天線導(dǎo)線的寬度、PCB銅泊的厚度和接地板的位置有關(guān)。設(shè)計時一般選擇變?nèi)荻䴓O管的電容值為6.5 pF。天線電感L由公式L=1/(4π2f2C)計算。（3）功率放大器的輸出功率與PC端（引腳1）上的電壓有關(guān)。正常工作時,該引腳端上的電壓被設(shè)置在0.2~0.4 V之間。PC端上的電壓上升,輸出功率加大;但是,如果PC端上的電壓超過0.4 V,功率放大器被限流,輸出功率不再增加。減少PC端的電壓可降低
