無線收發(fā)電路設(shè)計(jì)報(bào)告

無線收發(fā)電路設(shè)計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)最簡單的無線收發(fā)電路，要求通信距離不小于30cm。通過無線收發(fā)電路傳送單片機(jī)IO口狀態(tài)。設(shè)計(jì)方案選擇STCSTC12C5A按鍵發(fā)射機(jī)STC12C5A按鍵接收機(jī)串口顯示系統(tǒng)框架圖2.1控制芯片選擇發(fā)射和接收端均采用STC12C5A2.2調(diào)制方案選擇數(shù)字通信中常用的調(diào)制方式有ASK，F(xiàn)SK，PSK等。考慮到功耗及技術(shù)復(fù)雜度方面，由于FSK或PSK調(diào)制解調(diào)方式需要的供電電壓和功耗較高，且實(shí)現(xiàn)電路比擬復(fù)雜，所以我們選用功耗低且易于實(shí)現(xiàn)的ASK調(diào)制解調(diào)方式。三、電路設(shè)計(jì)分析因?yàn)橐蟮耐ㄐ啪嚯x較短，發(fā)射功率和功率的穩(wěn)定度也不是很高，所以設(shè)計(jì)電路應(yīng)采用少元件設(shè)計(jì)，用方便調(diào)試的LC電容三點(diǎn)式振蕩器來產(chǎn)生發(fā)射電路，電路如下列圖所示。西勒振蕩電路，在幅度和頻率穩(wěn)定性方面比克拉潑振蕩電路均有較大的改善。本系統(tǒng)選擇的是改良型的西勒電容三點(diǎn)式振蕩器，西勒電容三點(diǎn)式振蕩器在電路形式上增加了電容C4，電路中的C1C2既是諧振電容又承當(dāng)交流分壓反應(yīng)的任務(wù)，電壓的反應(yīng)系數(shù)為，頻率3.1、發(fā)射局部直流分析如上圖所示的電路，由LC電容三的式振蕩器的性質(zhì)知要使電路起振，震蕩穩(wěn)定穩(wěn)定，那么震蕩三極管工作的電流大約為3.5~4mA。再結(jié)合電路圖計(jì)算出個(gè)元器件的參數(shù)如下：〔1〕、調(diào)制開關(guān)T1參數(shù)選擇為：Ｃ－Ｅ極導(dǎo)通電壓降小于０．３Ｖ的Ｃ９０１３〔因?yàn)楣ぷ髟诘皖l的開關(guān)狀態(tài)〕。〔2〕、電阻Ｒ１，Ｒ４：當(dāng)TXD端為３V時(shí)。Vbe=0.8Ｖ，Ｔ１導(dǎo)通，Ｒ１＝〔３－０．８〕Ｖ／０．２ｍＡ＝１１ｋ歐，為保證Ｔ１的深度飽和，Ｒ１取１０Ｋ，Ｒ４是Ｔ１的極電流電阻取值范圍３～７ｋ歐，實(shí)際上去５．１ｋ歐?！?〕、震蕩三極管Ｔ２的參數(shù)的選擇為：小功率三極管要求其截至頻率ｆＴ＝３００ＭＨＺ．最大的功率ＰＣＭ＝５００ＭＷ，直流的放大Ｂ＞１５０。據(jù)此振蕩三極管選擇為Ｃ９０１８?！?〕、電阻Ｒ１７，Ｒ５的參數(shù)的計(jì)算：?。裕驳模艠O直流電壓為２Ｖ，那么Ｒ１７＝２Ｖ／３．５ｍＡ＝０．５７ｋ歐，實(shí)際的取值為Ｒ１７為０．５６Ｋ歐，〔5〕、為了防止振蕩管進(jìn)入飽和狀態(tài)，應(yīng)取較小的Ｂ極電流。振蕩管Ｔ２的Ｂ極的電流取值范圍為１０～３０ｕＡ，那么〔Ｒ４＋Ｒ５〕＝〔３－２－０．７〕Ｖ／２０ｕＡ＝１５ｋ歐。Ｒ４＝５ｋ歐，那么Ｒ５應(yīng)該?。保埃藲W。交流分析本方案的振蕩電路采取西勒電路，由于穩(wěn)幅電容Ｃ９容量較小，所以振蕩頻率ｆ０主要由ＬｔＣ３０Ｃ３１Ｃ３２決定的，而Ｃ５，Ｃ２５主要是決定振蕩器的交流反應(yīng)系數(shù)。所以發(fā)射電路的頻率為發(fā)射的電感Ｌｔ＝１．５ｕＨ由上式得ｆ０＝１２．１２ｍＨｚ．為了保證電路振蕩器的正常穩(wěn)定工作，交流反應(yīng)系數(shù)Ｋｆｕ取值為１，所以Ｃ５＝Ｃ２５＝１００ｐＦ3.2、接收局部本系統(tǒng)采用的是直接高放檢波電路的設(shè)計(jì)方案，該電路簡單調(diào)試方便，傳碼率低適合距離短的情況下使用工作原理如下列圖所示：選頻的電路采取的是天線與電容并聯(lián)組成天線選頻回路；寬帶高頻放大器對(duì)天線進(jìn)行信號(hào)進(jìn)行高頻的放大；選頻放大電路采用LC選頻電壓放大器對(duì)主信號(hào)進(jìn)行放大。檢波電路采用三極管的檢波方式，能有效的提高檢波信號(hào)的靈敏度；整形電路對(duì)檢波器送來的信號(hào)進(jìn)行處理，以利單片機(jī)識(shí)別。選頻放大電路的工作頻率計(jì)算公式為具體的電路圖下列圖所示。直流電路計(jì)算接收電路如上圖高放管T3靜態(tài)的工作的電流Ic取1mA。B>100；選頻放大管T4的靜態(tài)工作電流Ic趣味2mA，B>100；檢波管T11的靜態(tài)的工作電流取Ic<50uA,B>250.根據(jù)各級(jí)的晶體管的工作電流取值和B的值計(jì)算各偏壓電阻阻值為：R6=100K歐，R9=2K歐，R23=100歐，R11=15K歐。交流工作點(diǎn)計(jì)算選頻天線與C30C31及C32組成選頻回路，選頻天線與發(fā)射天線是共用天線，C30C31及C32也與發(fā)射電路共用，因此，其中心頻率與發(fā)射回路相同計(jì)算出來也是12.12MHz四、具體設(shè)計(jì)步驟4.1、硬件電路設(shè)計(jì)制作發(fā)射局部電路的原理圖及PCB接收局部的原理和PCB4.2、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件主要由按鍵驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)通信協(xié)議程序、串口調(diào)試程序等局部組成。在發(fā)送端通過按鍵選擇是否發(fā)送單片機(jī)IO口，為保證通信過程數(shù)據(jù)接收的正確率，在發(fā)送端數(shù)據(jù)的頭部和尾局部別加上驗(yàn)證碼0x55和0xAA，在接收端數(shù)據(jù)的頭部和尾部與發(fā)送端要是不一致那么認(rèn)為接收不成功或存在誤碼，請(qǐng)求從發(fā)。在接收端通過外部中斷讀取每一位數(shù)據(jù)，最后通過串口傳到PC機(jī)顯示出來。系統(tǒng)測(cè)試發(fā)射端與接收端通信狀況測(cè)試結(jié)果天線距離5cm10cm15cm18cm20cm通信狀況正常正常正常