基于51單片機(jī)的無線收發(fā)電路設(shè)計(jì)

　　1．2 接收放大電路設(shè)計(jì)

　　使用AD8656雙運(yùn)放芯片組成接收放大電路。該運(yùn)放適合+2．7～+5．5 V電源電壓供電，是具有低噪聲性能的精密雙運(yùn)算放大器。AD8656型CMOS放大器在滿共模電壓(VCM)范圍內(nèi)提供250 mV精密失調(diào)電壓最大值，且在10 kHz處提供低電壓噪聲譜密度和0．008％的低真，無需外部三極管增益級(jí)或多個(gè)并行的放大器以減小系統(tǒng)噪聲。通過干電池提供3V單電源供電，接收放大電路如圖2所示。放大電路由AD8656進(jìn)行兩級(jí)放大，抵消線圈所感應(yīng)到的信號(hào)電壓幅值因距離的增加而產(chǎn)生的衰減，放大所接收到的微弱信號(hào)，增加無線傳輸距離。系統(tǒng)接收電路經(jīng)D8656放大后的輸出電壓輸至單片機(jī)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編解碼，而未采用檢波解調(diào)電路，可有效簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。

圖2 AD8656接收放大電路圖

　　2 電路參數(shù)確定

　　2．1 發(fā)射電路設(shè)計(jì)計(jì)算

　　發(fā)射電路通過單片機(jī)片內(nèi)PCA進(jìn)行控制，采用單片機(jī)內(nèi)部12 MHz晶振，使用頻率輸出方式在單片機(jī)CEXn引腳產(chǎn)生頻率可編程的方波，所產(chǎn)生的方波的頻率由式(1)確定。

　　為產(chǎn)生3 MHz頻率，計(jì)算得PCA0CPHn=0x02，對(duì)單片機(jī)頻率進(jìn)行四分頻，因此可通過單片機(jī)軟件設(shè)置寄存器PCA0的值在PCA0口產(chǎn)生3 MHz載波信號(hào)。

　　2．2 接收電路設(shè)計(jì)計(jì)算

　　接收放大電路如圖2所示，通過調(diào)節(jié)電容VC1調(diào)整接收諧振頻率。發(fā)射電路頻率為3MHz，所繞制的線圈電感值通過儀器測(cè)量為1.8～1.85 μH，通過式(2)計(jì)算所需的諧振電容

　　計(jì)算得C=1 501～1 543 pF，選用瓷片電容152電容和100 pF可調(diào)電容并聯(lián)接入電路。

　　利用R1、R2對(duì)正相輸入端加入一偏置電壓Vr，使放大器放大電路工作。其值通過式(3)計(jì)算。

　　R3、R4控制電路的放大倍數(shù)，令R3=1 kΩ，R4=10 kΩ，則第一級(jí)對(duì)交流信號(hào)的放大倍數(shù)Av=R4／R3=10。為了防止信號(hào)被濾除，第二級(jí)使用反相放大電路，偏置電壓不變，而增益為Av=R8／R7=5。由上述計(jì)算可知，接收信號(hào)通過運(yùn)放后，總增益達(dá)到50倍，信號(hào)最大峰峰值達(dá)到2．8 V，最小峰峰值達(dá)到0．3 V，通過單片機(jī)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，判斷信號(hào)的有無。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)通過單片機(jī)片內(nèi)的A／D轉(zhuǎn)換功能直接對(duì)經(jīng)過放大后的正弦信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。連續(xù)檢測(cè)100次，取得峰值和谷值，然后計(jì)算信號(hào)的峰峰值。由于測(cè)得噪聲電平在0．15 V左右。所以當(dāng)信號(hào)峰峰值大于0．3 V時(shí)，可看作已接收到信號(hào)，并通過均值濾波的方法降低誤碼率。

　　發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先發(fā)一個(gè)脈沖，隨后在1．2ms內(nèi)發(fā)送一個(gè)有效位，之后維持3．6 ms的低電平。連續(xù)發(fā)送8次即一個(gè)字節(jié)后，再保持約18 ms的低電平，準(zhǔn)備發(fā)送下一個(gè)字節(jié)。