單工無(wú)線(xiàn)呼叫及數據傳輸系統的設計與實(shí)現

摘要：本文基于A(yíng)TMEGA16L單片機實(shí)現一個(gè)具有單工語(yǔ)音和數據傳輸功能的無(wú)線(xiàn)呼叫系統。通過(guò)編碼電路、單片調頻發(fā)射電路和高頻功放電路實(shí)現主站的語(yǔ)音及數據發(fā)送；通過(guò)解碼電路、調頻解調和語(yǔ)音功放電路實(shí)現從站的語(yǔ)音及數據接收。編碼和解碼用MSK調制方式的調制解調芯片MSM6882實(shí)現；主從機的顯示電路采用LCD液晶顯示，輸入電路則采用PS2鍵盤(pán)掃描。

一、概述

目前，無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音和數據通信的應用領(lǐng)域不斷擴大，應用形式也趨于多樣化。如移動(dòng)通信系統、智能交通系統、遠程控制網(wǎng)絡(luò )等。本設計完成了一個(gè)單工無(wú)線(xiàn)呼叫系統，實(shí)現主站至多個(gè)從站的單工語(yǔ)音及數據傳輸業(yè)務(wù)。主站傳送一路語(yǔ)音信號或短信，其發(fā)射頻率為36MHz,發(fā)射峰值功率可調，實(shí)現小功率遠距離發(fā)射，可選擇對任一從站的呼叫或廣播功能。短信發(fā)送和接收采用黑白屏LCD顯示，支持中文字符顯示，支持圖形方式顯示，支持高速率自動(dòng)屏幕刷新，帶有冷背光功能，可以在黑暗中查看屏幕，界面友好。

能方便的應用于短距離通信，如小區通信或辦公通信或廣播系統。稍加改進(jìn)即可完成半雙工和雙工通信，擴大其應用范圍。

二、系統設計

本設計分為數據編碼與解碼模塊、無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊、無(wú)線(xiàn)接收模塊和控制模塊。數據編碼與解碼模塊采用最小頻移鍵控（MSK）調制方式，數據調制解調器芯片MSM6882與控制部分串口通信，實(shí)現數據在數字信號與模擬信號之間的相互轉換。無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊采用MC2833單片調頻電路。無(wú)線(xiàn)接收模塊由MC3362二次變頻解調電路完成?？刂撇糠植捎脝纹瑱CATmega16L完成，進(jìn)行數據通道的選擇控制、呼叫地址和方式的控制、鍵盤(pán)的輸入控制和數據的顯示和存儲功能。系統框圖如圖1所示：

圖1 系統整體框圖

三、系統硬件設計

1、無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊的設計

本設計的發(fā)射部分以MOTOROLA公司生產(chǎn)的MC2833單片調頻發(fā)射集成電路為核心，它由話(huà)筒放大器、可變電抗器、射頻振蕩器、輸出緩沖器以及兩個(gè)輔助晶體管構成。具體電路如圖2所示：

由于本系統工作在36MHz的頻率點(diǎn)， 我們用12MHz晶體作為基波晶體，L1用于補償調制器的電抗和對輸出頻率進(jìn)行微調，取4.7uH.調制信號從3腳加入進(jìn)行頻率調制。振蕩器輸出頻率經(jīng)緩沖放大和外部選頻網(wǎng)絡(luò )三次倍頻后，再經(jīng)內部Q1、Q2放大器由9腳輸出。即輸出射頻為36MHz.LC選頻網(wǎng)絡(luò )的參數可由計算求得。

如果要加大發(fā)射功率，可選用AD公司研制的低噪聲，高頻帶寬度，穩定性好的可變增益運放AD603.

2、無(wú)線(xiàn)接收模塊的設計

無(wú)線(xiàn)接收機的功能是能成功解調出所需的信號。

同時(shí)接收機的設計還要考慮把成本降到最低和功耗降到最小。Motorola 公司推出的單片集成調頻接收芯片MC3362,具有噪聲低、功耗小、鏡像選擇性好、動(dòng)態(tài)范圍寬的特點(diǎn)。MC3362芯片含有二次變頻的所有電路，其工作電壓可在2.0V-6.0V較寬范圍內。工作原理是天線(xiàn)接收到的RF信號經(jīng)輸入匹配回路放大輸出后，再和第一本振信號在片內第一混頻器中混頻，變頻到10.7 MHz,并經(jīng)接于19端的陶瓷濾波器濾波，送至第二混頻器的輸入端（18端）， 第一混頻器輸出的10.7MHz和第二本振的10.245 MHz信號，在片內進(jìn)行第二混頻，得到455 kHz的第二中頻信號，并經(jīng)接于5端的455 kHz陶瓷濾波器選頻后接到限幅器，經(jīng)限幅和和移相乘積鑒頻后得到的音頻信號在13端上輸出。14、15端中間接有一個(gè)比較器，用以檢測FSK調制的過(guò)零點(diǎn)。解調以后的數據信號在l5端輸出。