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基于超低功耗無線芯片SX1212的無線數(shù)傳模塊設(shè)計

作者: 時間:2011-01-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

SX1212是SEMTECH推出的一款超低功耗的單芯片無線芯片,頻率范圍從300MHz到510MHz。SX1212經(jīng)過優(yōu)化具有非常低的接收功耗,典型接收電流為2.6mA, 遠(yuǎn)小于同類的接收電流。工作電壓為2.1-3.6V,最大發(fā)射功率+12.5dBm, SX1212集成度非常高,其包含了射頻功能和邏輯控制功能的集成電路,內(nèi)部集成壓控振蕩器、鎖相環(huán)電路、功率放大電路、低噪聲放大電路、調(diào)制解調(diào)電路、變頻器、中放電路等。此外它整合了基帶調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)150Kbps數(shù)據(jù)處理功能包括一個64字節(jié)的FIFO,包處理,自動CRC生成和數(shù)據(jù)白化。它的高度集成的架構(gòu)允許最少的外部元件數(shù)量,同時保持設(shè)計的靈活性。所有主要的射頻通訊參數(shù)可編程,其中多數(shù)可動態(tài)設(shè)置。它符合歐洲(ETSI EN 300-220 V2.1.1)和北美(FCC part 15.247 and 15.249)標(biāo)準(zhǔn)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156759.htm

  本文介紹基于無線芯片SX1212的無線模塊設(shè)計,其具有傳輸距離相對遠(yuǎn),接收的靈敏度較高,工作功耗低等諸多優(yōu)點,所以它適用于無線水氣抄表、無線遙控系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線溫度壓力數(shù)據(jù)采集、機(jī)器人控制等需要用電池長期工作的領(lǐng)域。

  系統(tǒng)電路設(shè)計

  系統(tǒng)主要由一個MCU和SX1212組成見圖一。MCU選用了ST公司的低功耗單片機(jī)STM8L101F3, SX1212與單片機(jī)通訊采用SPI接口,與外部終端通信采用UART接口。由于高度集成化SX1212外圍零件已經(jīng)很少,所以設(shè)計的關(guān)鍵是RF前端的匹配電路的設(shè)計。另外高頻部分的走線盡量的短粗,元器件參數(shù)要根據(jù)線路板的實際情況作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),以抵消分布參數(shù)的影響。一般的RF芯片發(fā)射與接收端口的阻抗并不是標(biāo)準(zhǔn)的50Ω阻抗,要達(dá)到最佳的接收效果必須將輸入阻抗通過外圍器件的補償使之與50Ω的天線匹配,電路如圖1所示。圖中Y2是聲表面濾波器,用于衰減規(guī)定頻帶以外的信號,L2,C3,C22是阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),L4,L5,壓控振蕩器電感,調(diào)整壓控振蕩電感,可以使模塊工作于不同的頻率,C7,R3,C8是鎖相環(huán)電路。

SX1212的系統(tǒng)電路設(shè)計

圖一 SX1212的系統(tǒng)電路設(shè)計

  工作模式設(shè)計

  典型的無線收發(fā)機(jī)編碼如下圖。

典型的無線收發(fā)機(jī)編碼

  前導(dǎo)碼為“1010”交替碼,其作用是使目的接收機(jī)時鐘與發(fā)射機(jī)同步,正常模式下前導(dǎo)碼長度一般為32bit即可,如工作在省電模式時序下,前導(dǎo)碼還有喚醒接收機(jī)的功能,此時發(fā)射機(jī)必須發(fā)送較長的前導(dǎo)碼將省電模式下的接收機(jī)喚醒進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。如設(shè)置接收機(jī)1秒鐘喚醒一次,那么接收機(jī)每間隔1秒鐘喚醒一次搜索前導(dǎo)碼(tw),持續(xù)長度一般為16bit。而發(fā)射機(jī)首先發(fā)射1秒以上的前導(dǎo)碼再發(fā)射后面得同步碼等,這意味著接收機(jī)在喚醒的周期,只要信道中發(fā)現(xiàn)前導(dǎo)碼,在正常情況下都能夠可成功檢測到并喚醒接收,示意圖見圖二。

  這里我們設(shè)計了四種工作模式,見表一,這四種工作模式是利用MCU的SET_A和SET_B腳轉(zhuǎn)換的,四種模式均可以相互轉(zhuǎn)換。

  表一:四種工作模式說明

四種工作模式說明


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