无线收发电路设计报告

无线收发电路设计报告一、设计要求设计最简单的无线收发电路，要求通信距离不小于30cm。通过无线收发电路传送单片机IO口状态。设计方案选择STCSTC12C5A按键发射机STC12C5A按键接收机串口显示系统框架图2.1控制芯片选择发射和接收端均采用STC12C5A2.2调制方案选择数字通信中常用的调制方式有ASK，FSK，PSK等。考虑到功耗及技术复杂度方面，由于FSK或PSK调制解调方式需要的供电电压和功耗较高，且实现电路比拟复杂，所以我们选用功耗低且易于实现的ASK调制解调方式。三、电路设计分析因为要求的通信距离较短，发射功率和功率的稳定度也不是很高，所以设计电路应采用少元件设计，用方便调试的LC电容三点式振荡器来产生发射电路，电路如下列图所示。西勒振荡电路，在幅度和频率稳定性方面比克拉泼振荡电路均有较大的改善。本系统选择的是改良型的西勒电容三点式振荡器，西勒电容三点式振荡器在电路形式上增加了电容C4，电路中的C1C2既是谐振电容又承当交流分压反应的任务，电压的反应系数为，频率3.1、发射局部直流分析如上图所示的电路，由LC电容三的式振荡器的性质知要使电路起振，震荡稳定稳定，那么震荡三极管工作的电流大约为3.5~4mA。再结合电路图计算出个元器件的参数如下：〔1〕、调制开关T1参数选择为：Ｃ－Ｅ极导通电压降小于０．３Ｖ的Ｃ９０１３〔因为工作在低频的开关状态〕。〔2〕、电阻Ｒ１，Ｒ４：当TXD端为３V时。Vbe=0.8Ｖ，Ｔ１导通，Ｒ１＝〔３－０．８〕Ｖ／０．２ｍＡ＝１１ｋ欧，为保证Ｔ１的深度饱和，Ｒ１取１０Ｋ，Ｒ４是Ｔ１的极电流电阻取值范围３～７ｋ欧，实际上去５．１ｋ欧。〔3〕、震荡三极管Ｔ２的参数的选择为：小功率三极管要求其截至频率ｆＴ＝３００ＭＨＺ．最大的功率ＰＣＭ＝５００ＭＷ，直流的放大Ｂ＞１５０。据此振荡三极管选择为Ｃ９０１８。〔4〕、电阻Ｒ１７，Ｒ５的参数的计算：取Ｔ２的Ｅ极直流电压为２Ｖ，那么Ｒ１７＝２Ｖ／３．５ｍＡ＝０．５７ｋ欧，实际的取值为Ｒ１７为０．５６Ｋ欧，〔5〕、为了防止振荡管进入饱和状态，应取较小的Ｂ极电流。振荡管Ｔ２的Ｂ极的电流取值范围为１０～３０ｕＡ，那么〔Ｒ４＋Ｒ５〕＝〔３－２－０．７〕Ｖ／２０ｕＡ＝１５ｋ欧。Ｒ４＝５ｋ欧，那么Ｒ５应该取１０Ｋ欧。交流分析本方案的振荡电路采取西勒电路，由于稳幅电容Ｃ９容量较小，所以振荡频率ｆ０主要由ＬｔＣ３０Ｃ３１Ｃ３２决定的，而Ｃ５，Ｃ２５主要是决定振荡器的交流反应系数。所以发射电路的频率为发射的电感Ｌｔ＝１．５ｕＨ由上式得ｆ０＝１２．１２ｍＨｚ．为了保证电路振荡器的正常稳定工作，交流反应系数Ｋｆｕ取值为１，所以Ｃ５＝Ｃ２５＝１００ｐＦ3.2、接收局部本系统采用的是直接高放检波电路的设计方案，该电路简单调试方便，传码率低适合距离短的情况下使用工作原理如下列图所示：选频的电路采取的是天线与电容并联组成天线选频回路；宽带高频放大器对天线进行信号进行高频的放大；选频放大电路采用LC选频电压放大器对主信号进行放大。检波电路采用三极管的检波方式，能有效的提高检波信号的灵敏度；整形电路对检波器送来的信号进行处理，以利单片机识别。选频放大电路的工作频率计算公式为具体的电路图下列图所示。直流电路计算接收电路如上图高放管T3静态的工作的电流Ic取1mA。B>100；选频放大管T4的静态工作电流Ic趣味2mA，B>100；检波管T11的静态的工作电流取Ic<50uA,B>250.根据各级的晶体管的工作电流取值和B的值计算各偏压电阻阻值为：R6=100K欧，R9=2K欧，R23=100欧，R11=15K欧。交流工作点计算选频天线与C30C31及C32组成选频回路，选频天线与发射天线是共用天线，C30C31及C32也与发射电路共用，因此，其中心频率与发射回路相同计算出来也是12.12MHz四、具体设计步骤4.1、硬件电路设计制作发射局部电路的原理图及PCB接收局部的原理和PCB4.2、系统软件设计系统软件主要由按键驱动、数据通信协议程序、串口调试程序等局部组成。在发送端通过按键选择是否发送单片机IO口，为保证通信过程数据接收的正确率，在发送端数据的头部和尾局部别加上验证码0x55和0xAA，在接收端数据的头部和尾部与发送端要是不一致那么认为接收不成功或存在误码，请求从发。在接收端通过外部中断读取每一位数据，最后通过串口传到PC机显示出来。系统测试发射端与接收端通信状况测试结果天线距离5cm10cm15cm18cm20cm通信状况正常正常正常