摘要:给出了一种依据MC33591/MC33592规划的315MHz/434MHz OOK/FSK接纳电路,该电路的数据速率为1~11kbaud,OOK/FSK灵敏度为-105dBm,最快唤醒时刻为1ms,电源电压为:VGND-0.3~5.5V,在运转和装备方法时的电源电流为7.4mA,待机方法时的电流耗费为250μA,此外,该接纳电路还具有三线SPI接口,能够直接与微操控器进行接口。
MC33591/MC33592是一个单片集成接纳器,该芯片内含660kHz的中频带通滤波器、完好的VCO、可消除镜像的混频器、曼彻斯特编码时钟再生电路以及完好的SPI接口。可用于规划315MHz/434MHz OOK/FSK接纳电路。
1 MC33591/ MC33592的引脚功用
MC33591选用LQFP24封装方法,其引脚摆放如图1所示,各引脚功用如表1所列。
表1 MC33591/MC33592引脚功用描绘
引 脚 | 符 号 |
描 述 |
1,2 | VCC | 5V电源 |
3 | VCCLNA | 5V LNA电源 |
4 | RFIN | RF输入 |
5 | GNDLNA | LNA接地端 |
6 | GNDSUB | 辅佐接地端 |
7 | PFD | 连接到VCO操控电压 |
8 | GNDVCO | VCO接地端 |
9 | GND | 芯片接地 |
10 | XTAL1 | 基准晶振 |
11 | XTAL2 | 基准晶振 |
12 | CAGC | OKK IF AGC(自动增益操控)电容接入端,FSK基准 |
13 | DMDAT | 数据解频(OKK和FSK解调) |
14 | RESETB | 状况机复位 |
15,16 | MISO,MOSI | SPI输入/输出接口 |
17 | SCLK | SPI接口时钟 |
18 | VCCDIG | 5V数学电源 |
19 | GNDDIG | 数字接地 |
20 | RCBGAP | 参阅电压输出 |
21 | STROBE | 选通振动器操控输入或待机/作业操控信号外部输入 |
22 | CAFC | 自动频率操控电容接入端 |
23 | MIXOUT | 混频输出 |
24 | CMIXAGC | 混频AGC(自动增益操控)电容端 |
2 内部结构与作业原理
MC33591/ MC33592的射频部分由能消除镜像搅扰的混频器、660kHz的中频带通滤波器、自动增益操控级和OOK/FSK解调器组成。操控部分则包含稀有据管理器、装备寄存器、串行接口、状况操控器等。其SPI接口可对调制方法进行编程挑选。电路的数据能够从比较器输出,或许在数据管理器使能时从SPI端口输出。
2.1 本机振动器
因为PLL环路滤波器已被集成在IC中,因而实践运用中的%&&&&&%数值能够依据本振参数在PFD引脚经过一个外部滤波器作稍微的改善。运用者能够经过附加外部滤波器来挑选最佳作业状况。锁相环电路增益能够由PG位编程设置,该方位为1时,环路为低增益状况。
2.2 通讯协议
用MC33591/MC33592进行通讯时,数据经过曼彻斯特编码后的占空系数:在OOK方法为48%~52%,而在 FSK方法时为45%~55%。此外,该通讯协议编码还包含前同步(Preamble)、ID(辨认)、报头(Header)字和数据等。其间ID(辨认)字的内容是按曼彻斯特编码,并被预先装入电路中的装备寄存器2。辨认字传输速率与数值传输速率共同。
为了与辨认或报头字编码不同,前同步字的内容有必要细心界说。
报头字应当是4位曼彻斯特编码“0110”或许是它的补码。
一般数据(Data)应紧跟报头而没有任何推迟。数据由一个信息完毕指令?End-of-Message EOM?完毕,EOM由2个NRZ接连的1或0组成。当选用FSK调制时,数据由一个EOM完毕,而不能简略地被射频信号停止。
图2给出了一个带有前同步字、辨认字、报头字并跟从2数据位及完毕字的完好信号,前同步一般放在辨认和报头两个字的前面。
图3是一个运用ID检测的完好信号示意图。当接纳机进入等候方法时,一般需求的设置时刻一般为1ms。
2.3 数据管理器
数据管理器功用模块有五个用处,分别为ID(辨认)字检测、 报头辨认、时钟再生、SPI通道上的数据输出和时钟再生、信息完毕检测。
2.4 串行接口
接纳机(ROMEO2)和微操控器一般经过串行外部接口SPI(Serial Peripheral Interface)进行通讯。假如不必SPI 接口,复位端POR ?Power On Reset?将设置接纳机为默许结构来完结正确的操作。SPI接口经过以下三个输入/输出端来完成操作:
(1)串行时钟SCLK;
(2)主控输出受控输入MOSI;
(3)主控输入受控输出MISO。
主设时钟经过MOSI和MISO对数据输入/输出进行同步,主设备和从设备可在8个时钟周期内交流一个字节信息。操作时由主设备发生SCLK时钟并输入到从设备。MOSI在主设备中被装备为输入,而在从设备中则作为输出线;当主设备的MISI线装备为输出时,它在从设备中又作为输入线。
MISO和MOSI线一般向一个方向传输串行数据,而且最高位先发送。数据在SCLK的下降沿有用,在SCLK的上升沿移动。当没稀有据输出时,SCLK和MOSI强制为低电平。运用Motorola的微操控器时,当时钟相位和极性操控位SPI有必要设置为CPOL=0,CPHA=1。
2.5 装备寄存器
在装备方法中,只要在复位端(RESETB)坚持一个长时刻的低电平,微操控器将作为主设在SCLK上供给时钟信号,并在MOSI线上供给操控和装备位。假如不必默许装备,微操控器(MCU)将经过写入装备字到装备寄存器来改动装备。装备寄存器的内容能够返回到微操控器并进行检测。
当RESETB引脚为高电平时,假如数据管理器被使能(DME=1),接纳机将作为主设在MOSI线上发送接纳到的数据,一起在SCLK上发送接纳到的时钟信号。
图3
当接纳机SPI由主设(作业方法)变为从设(装备方法)或许由从设变为主设时,在方法转化前,MCU中的SPI引荐设置为从设。
在接通电源时,POR首要复位内部寄存器,以使接纳机体系被设置在默许方法。在这个装备中,SPI是不使能的,一起接纳机将在MOSI线上发送原始数据。实践上,默许装备可使电路作为一个没有外部操控的独立接纳机来运转。
MC33591/MC33592有三个装备寄存器CR1~CR3。其间装备寄存器1(CR1)操控3个寄存器的存取(读或写),首要用于挑选载波频率、设置数据调制方法、操控选通振动器使能、界说选通比、操控数据管理器使能、界说报头字等。装备寄存器2(CR2)用于界说辨认字的内容。装备寄存器3(CR3)则用于界说数据速率、设置混频器增益、操控MIXOUT引脚的转化、设置相位比较器增益等。
2.6 接纳机的方法
通电复位后,接纳机一般有三种不同的方法,第一种是睡觉方法,也便是低功耗方法。第二种是装备方法,用于对内部寄存器进行读写操作,在这种方法中,SPI处于从设方位而且接纳机被使能。晶体振动器振动为SPI发生时钟信号。解调的数据可由DMDAT读出,可是不能经过SPI发送。第三种为作业方法,处于该方法时,接纳机能够等候射频信号或接纳信息。
3 MC33591/592的运用电路
MC33591/MC33592的运用电路如图4所示。该电路在315MHz时应挑选9.864375MHz晶振,而在434MHz时则应选13.580625MHz的晶振。选用FSK调制时,图4中的低通滤波电容C2的值与数据速率的联系如表2所列。
表2 选用FSK调制时C2与数据速率的联系
名 称 | 数据速率对应%&&&&&%值 | 单 位 | |||
数据速率 | 1.2 | 2.4 | 4.8 | 9.6 | kBaud |
C2 | 100 | 47 | 22 | 12/10 | nF |