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电路图天天读(16):射频无线发送电路设计 - 嵌入式类电子电路图

2019/3/21 20:11:53;
来源:唯样商城 作者:华仔 浏览:291

标签:

摘要: 电路图简介: 无线数字发射电路采用无线发射芯片TRF4900。TRF4900是TI公司生产的、单片集成的、低价格的、能提供完全功能的多通道FSK发射器。

  无线数字发射电路采用无线发射芯片TRF4900。TRF4900是TI公司生产的、单片集成的、低价格的、能提供完全功能的多通道FSK发射器。芯片能满足在欧洲868 MHz频带和北美915 MHz ISM频带的线性(FM)或者数字(FSK)发射应用。单片发射器芯片工作电压2.2~3.6 V,典型发射功率为7 dBm,并具有低的功率消耗。24位直接数字合成器有11位DAC,合成器有大约230 Hz的通道空间,允许窄带和宽带应用。两个完全可编程工作模式--模式0和模式1,允许非常快地在两个预先编程的设置之间转换(例如发射频率0或者发射频率1)。芯片内集成压控振荡器(VCO)、锁相环(PLL)和基准振荡器,仅需要极少的外部元件即可构成一个完整的发射电路。TRF4900通过串行接口连接到TI MSP430微控制器。发射器的每一个功能块能够通过串行接口编程设置其功能。

  TRF4900通过串行接口连接到TI的MSP430微控制器,如图所示。

   电路原理:TRF4900的引脚23(LOCKDET), PLL锁相检测输出,有效为高电平。当LOCKDET = 1时,PLL锁定。引脚11(MODE),模式选择输入,器件在模式0和模式1的功能能够通过串行控制接口的A、B、C、D字编程。引脚12,睡眠控制,低电平有效。控制寄存器的内容仍然有效,能够通过串行控制接口编程。引脚14 (TX-DATA),数字调制输入,为载波的FSK/FM调制,高电平有效 。串行控制接口是一个3线单向串行总线(CLOCK 串行接口时钟信号,DATA 串行接口数据信号,STROBE 串行接口选通信号),用来编程TRF4900。接口内部的寄存器包含所有用户可编程变量,包括DDS频率设置,也包括所有的控制寄存器。串行接口的时序如图所示。在CLOCK信号的每一个上升沿,DATA引脚端上的逻辑值被写入24位的移位寄存器。设置STROBE端为高电平,编程的信息被装入选择的锁存器。当STROBE信号为高时,DATA和CLOCK线必须为低。因此,STROBE与CLOCK的信号是不同步的。串行接口能被编程工作在有效状态或者睡眠状态(待机模式)。

  由TRF4900和MSP430组成的无线数字发射电路可方便地嵌入各种测量和控制系统中;在仪器仪表数据采集系统、无线抄表系统、无线数据通信系统、计算机遥测遥控系统等中应用。主要特点有无线数字发射电路发射功率低,电路电压稳定读强,串口通信参数容易设置,工作频带宽度适合,通过FSK调制能很便捷实现信号的传送。

  GPS蓝牙接收器是一种便携式、电池供电的手持设备,采用蓝牙接口,通过无线技术将GPS 信号提供给具有蓝牙接口的显示装置,能够为用户提供定位和导航信息。文章根据手持GPS蓝牙接收器的特点,进行系统设计,从硬件、软件两方面进行论述,提出了一种实现方案,实验的结果说明设计方案是可行的,具有成本低,产品体积小,性能稳定,易生产和便于改进等主要特点,可满足用户的需要,有一定的发展空间。

  为了方便开发,硬件采用模块化方式设计.GPS蓝牙接收器的硬件电路设计共分五个模块:GPS、蓝牙、电源、开关、蓝牙天线。 GPS模块选用的型号是RGM3310.其电源输入为3.3VDC,耗电量连续使用模式下为70mA,省电模式下为35mA,传输速度为4,800~57,600bps, 输出格式为NMEA0183GGA,GSA,GSV,RMC.将GPS模块的输出端直接与蓝牙的输入端连接,蓝牙 将GPS数据不做处理通过蓝牙天线以串口的形式传输给带蓝牙接口的终端。

  蓝牙模块:选用的型号是CSR的BCM-02.外 形尺寸为,其电源输入为2.7V~3.6VDC,支持Spec.v1.1规范,传输距离可达10m,内置8Mbi2tFlash,支持Park,Sniff,Hold和DeepSleep四种模式。在进行二次开发的过程中,需要对串口协议进行进一步的开发,采用CSR公司提供的BlueLab蓝牙嵌入式软件开发工具包,使用VC++调用软件开发工具提供给用户的动态连接库(DLL),针对具体应用编写程序,并通过BlueFlash程序向CSR蓝牙模块的Flash存储器中写入固件。蓝牙模块原理图如图2所示。

基于蓝牙的便携式GPS接收器模块电路设计

  电源设计:关键是内部保护电路的设计及各部件之间不同电平的转换。由于手持设备采用电池供电,所以电源模块必须保证输入电压范围较大在3.7V~4.2VDC范围内都能正常工作。电源模块与锂电池内部的充电电路相结合,可以完成电池的充放电,并提供过充电保护、过放电保护、短路保护的功能,增加了可靠性。采用芯片LTC3440可将 电池提供的输入电压转换为GPS与蓝牙需要的3.3V电压。电源模块原理图如图3所示。

基于蓝牙的便携式GPS接收器模块电路设计

  开关模块:移动设备为了避免误开机和实现单键开关机,要重点设计其开关模块。其核心器件是一个D触 发器,选用芯片SN74AUP1G74.利用PRE,CLR均为高电平时状态保持特性,通过正确的开关电路设计,配合蓝牙芯片编程,可实现单键开关机功能。开关模块原理图如图4所示。

基于蓝牙的便携式GPS接收器模块电路设计

  GPS蓝牙接收器的天线设计可以采用两种方法:一种是印刷电路板(PCB)天线,此种天线印刷 在电路板的最顶层并在其附近有铺地,设计简单且 无成本,普遍采用几何型天线。其设计要点是保证一定的天线宽度、长度及形状,从而使天线达到50欧姆匹配,一般天线的长度要长于四分之一波长并和它的几何形状及与铺地的距离有关。第二种是陶瓷天线,此种天线体积小,性能可靠,且设计简单,非常适用于GPS蓝牙接收器这样的手持设备。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67