基于51單片機的無(wú)線(xiàn)收發(fā)電路設計

　　1．2 接收放大電路設計

　　使用AD8656雙運放芯片組成接收放大電路。該運放適合+2．7～+5．5 V電源電壓供電，是具有低噪聲性能的精密雙運算放大器。AD8656型CMOS放大器在滿(mǎn)共模電壓(VCM)范圍內提供250 mV精密失調電壓最大值，且在10 kHz處提供低電壓噪聲譜密度和0．008％的低真，無(wú)需外部三極管增益級或多個(gè)并行的放大器以減小系統噪聲。通過(guò)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)行兩級放大，抵消線(xiàn)圈所感應到的信號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，增加無(wú)線(xiàn)傳輸距離。系統接收電路經(jīng)D8656放大后的輸出電壓輸至單片機進(jìn)行A／D轉換，對數據進(jìn)行編解碼，而未采用檢波解調電路，可有效簡(jiǎn)化電路結構。

圖2 AD8656接收放大電路圖

　　2 電路參數確定

　　2．1 發(fā)射電路設計計算

　　發(fā)射電路通過(guò)單片機片內PCA進(jìn)行控制，采用單片機內部12 MHz晶振，使用頻率輸出方式在單片機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，計算得PCA0CPHn=0x02，對單片機頻率進(jìn)行四分頻，因此可通過(guò)單片機軟件設置寄存器PCA0的值在PCA0口產(chǎn)生3 MHz載波信號。

　　2．2 接收電路設計計算

　　接收放大電路如圖2所示，通過(guò)調節電容VC1調整接收諧振頻率。發(fā)射電路頻率為3MHz，所繞制的線(xiàn)圈電感值通過(guò)儀器測量為1.8～1.85 μH，通過(guò)式(2)計算所需的諧振電容

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

　　利用R1、R2對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(guò)式(3)計算。

　　R3、R4控制電路的放大倍數，令R3=1 kΩ，R4=10 kΩ，則第一級對交流信號的放大倍數Av=R4／R3=10。為了防止信號被濾除，第二級使用反相放大電路，偏置電壓不變，而增益為Av=R8／R7=5。由上述計算可知，接收信號通過(guò)運放后，總增益達到50倍，信號最大峰峰值達到2．8 V，最小峰峰值達到0．3 V，通過(guò)單片機進(jìn)行A／D轉換，判斷信號的有無(wú)。

　　3 軟件設計

　　系統通過(guò)單片機片內的A／D轉換功能直接對經(jīng)過(guò)放大后的正弦信號進(jìn)行轉換。連續檢測100次，取得峰值和谷值，然后計算信號的峰峰值。由于測得噪聲電平在0．15 V左右。所以當信號峰峰值大于0．3 V時(shí)，可看作已接收到信號，并通過(guò)均值濾波的方法降低誤碼率。

　　發(fā)送數據時(shí)，先發(fā)一個(gè)脈沖，隨后在1．2ms內發(fā)送一個(gè)有效位，之后維持3．6 ms的低電平。連續發(fā)送8次即一個(gè)字節后，再保持約18 ms的低電平，準備發(fā)送下一個(gè)字節。