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根据STM8及UHFRF收发器SX1231的无线射频收发体系

(1)发射功率限值:5mW(erp);(2)发射信号的占空比限值:1%;(3)载波频率容限:100times;10-6;并把该类设备归类于各类民用设备

(1)发射功率限值:5mW(e.r.p);

(2)发射信号的占空比限值:1%;

(3)载波频率容限:100×10-6;

并把该类设备归类于“各类民用设备的无线电操控设备中。

从上面的规则中能够看到,该频段可用带宽为600kHz,但并没有清晰在该频道运用的带宽,数据速率以及调制方法方面要求,这就给予了使用很大的空间。本文首要是根据868MHz频段的要求,规划了比较简略通用的无线收发体系,该体系可适用于该频段的不同的无线传输使用。

SX1231介绍及功用描绘

SX1231芯片是Semtech公司推出的一款高集成度、低功耗、多频段的UHFRF收发器。其作业电压为1.8V~3.6V,24引脚QFN封装,作业频率包含3155MHz、4335MHz、 8685MHz和915MHz无许可证的ISM频段;内部集成SIGMA-DELTA小数分频锁相环、功率扩大器、唤醒定时器、数字调制解调器、66字节的发送和接纳数据FIFO、数据包处理、数据加密功用AES,以及6个可装备的DIO等,一切首要的RF通讯参数是可编程的,大多数可动态设定。选用16节的FIR通路滤波器,因而有好的选择性;发射功率可编程输出,从-18dBm到+17dBm;有多种调制解调方法:FSK、GFSK、MSK、GMSK和OOK等;SX1231在运用时所需的外部元件很少,1个32MHz的晶振、几个电容和电感就可组成一个高可靠性的收发体系,规划简略且成本低。SX1231在1.2kbps时的灵敏度高达-120dBm,首要用在无线抄表(AMR)、无线传感器网络、家庭和建筑物自动化、无线告警和安全体系、工业监督和操控等范畴。

无线射频收发体系规划

体系总体方案

无线射频收发体系的结构框图如图1所示,由STM8L151K2单片机操控SX1231完结无线数据的收发。发送模块中的STM8L151K2将数据传送给SX1231,然后SX1231对数据进行包格局处理,包含添加前导码、同步字、CRC校验码,假如需求也能够对数据进行加密处理。最终数据包经天线发送给接纳模块。接纳模块对接纳到的射频信号扩大、解调、解包之后,再将数据送给主操控器STM8L151K2进行相应的处理,如送显示屏或PC数据处理中心等。该体系包含按键和液晶显示屏等人机交互界面,以及RS232接口,这完结了与PC的通讯功用。

图1 体系方框图

体系硬件规划

主控芯片选用ST公司推出的单片机STM8L151K2。STM8L151K2有1K bytes的RAM和8K bytes的Flash以及256bytes的EEPROM,片上集成了包含串口、SPI、I2C、ADC、触摸屏操控功用等外围模块接口,彻底满意本体系对微操控器的要求;有多种电源管理形式(如等候形式、低功耗运转形式、低功耗等候形式等)。

STM8L151K2能够经过SPI接口对SX1231的内部寄存器进行读写操作,灵敏装备各项参数。经过4线SPI接口完结对SX1231的初始化装备、读写数据、拜访FIFO等操作,使SX1231正常作业在发射、接纳形式,完结数据在空中的传达。

SX1231是15脚~18脚的规范的SPI接口,DIO0~DIO5能够经过内部寄存器来装备成不同的中止信号。映射联系如表1所示,这样能够很方便地获取SX1231的作业状况。假如需求了解FIFO满、FIFO不是彻底空,作业形式Ready,有用的数据包发送或接纳、电池电压低、RSSI、PLL确定等状况,都能够装备寄存器来把这些信号映射到DIO PIN,然后单片机STM8L151K2经过检测这些DIO PIN的电平来取得或许自动告诉MCU某个状况产生。可用19脚(RXTX)操控射频收发开关以进行发射通路和接纳通路的切换,高电平时为发射状况。图2中选用UPG2214TB射频开关,V1和V2分别为开关的操控脚。因为SX1231只要一个操控脚,因而添加一个三极管反相器就完结了开关的操控。21脚(RFIO)是发射和接纳共用的PIN,可是该PIN的最高输出功率为13dBm。假如需求输出更高的功率(17dBm或20dBm),就必须把发射接至23脚(PABOOST),这时21脚(RFIO)只当作接纳PIN。

图2 硬件规划原理图

SX1231接纳端的输入阻抗可设置成50Ω和200Ω,一般设成200Ω,此刻同一匹配值在全频段仍可取得很好的灵敏度。

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