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2 TDA5255射频收发器
2.1 主要特点 TDA5255是低功率、单片FSK／ASK收发器，适用于433 MHz～435 MHz半双工低数据速率通信。该器件集成度高、外围电路简单。内部包含功率放大器、低噪声放大器、AGC控制电路、双平衡混频器、合成的转换器、I／Q限幅器、RRSI发生器、FSK解调器、完全集成的VCO和PLL合成器、可调的晶体振荡器、数据滤波器、数据比较器、正负峰值检波器、数据率检测电路和总线接口，还可提供低功耗模式，低电流消耗(接收模式9 mA，发射模式12 mA)，电源电压为2.1 V～5 V，FSK／ASK调制和解调，I2C／3线微控制器接口，内部低通通道选择滤波器和数据滤波器可以调节带宽。数据限幅器自调节阈值。FSK接收灵敏度为-109 dBm，发射功率为+13 dBm，最大数据速率可达100 kb／s。可用于低数据速率通信系统、无线进入系统、遥控系统、报警系统、遥测系统、家庭自动化系统等。 2.2 工作模式设置 TDA5255的基本工作模式包括：发送／接收模式、ASK／FSK调制、高发射功耗／低发射功耗模式，可以通过相应的引脚Rx／Tx，ASK／FSK，PWD／DD进行控制。 除此之外，TDA5255可以通过BUSMODE引脚选择I2C总线协议或3线总线协议。通过修改TDA5255内部寄存器的值选择工作模式。但是在这种情况下，首先修改TDA5255中的CONFIG寄存器中的D12位。当D12=0时，工作模式为外部控制；当D12=1时，采用内部控制，即由内部寄存器控制发送模式／接收模式、ASK调制／FSK调制、高发射功耗模式／低发射功耗模式，不受外部引脚控制。 TDA5255的其他工作参数均可以通过修改其内部寄存器的值来设置。包括分频输出时钟频率，FSK频移值，RSSI信号门限等。 2.3 硬件电路设计 微控制器与射频芯片之间共需要7根线,分别是电源、地、BUSCLK、BUSDATA、Rx／Tx、DATA、PWD／DD。如图1所示。 当BUSMODE=0时，TDA5255的总线模式为I2C。微控制器通过I2C总线设置TDA5255的工作模式。BUSCLK和BUSDATA分别为总线时钟线和总线数据线。 Rx／Tx引脚悬空或为高电平时，TDA5255处于发送状态。此时，射频信号从天线经C6，C8，C9，L1，C11到低噪放大器输人引脚。R9为高阻，不影响电路匹配。C6为直流去耦电容。差动低噪放大器的另一个输入信号可通过大电容交流耦合。此时差动低噪放大器作为更易于匹配的单端低噪放大器。重要匹配元件有C8，C9，L1和C11。 Rx／Tx引脚接地或者通过编程可使器件处于接收状态。此时，Rx／Tx引脚工作在漏极开路状态，输出逻辑低，对RF低阻。直流电流从VCC经由L2，L3，D2，R9和D1到GND。因为R9高阻，C6，C4，C5的容值大。电路可简化RF信号。此时低噪放大器RF接地，所以低噪放大器输入无功耗。功率放大器匹配主要取决于C8，C28，L2，C29和L3。需要注意的是，在设计功放匹配时，C8是不可以修改的，因为其数值已经由低噪放大输入匹配确定。为准确计算外部电容，必须考虑焊盘上的电容，以及引脚和开关(C20，C22，C23)之间的寄生电容。 PWD／DD引脚用于设置射频器件的高低功耗模式。DATA引脚是数据引脚，发送模式下，由单片机发送信号至射频器件；接收模式时，如果能接收到信号，该引脚与发送端的波形相同，测试延时25μs。当接收不到信号时，该引脚输出无规律的脉冲杂波。实际使用时，可以通过修改TDA5255的RSSI信号门限值去除杂波，让DATA引脚在没有接收到有效信息时保持低电平。 |
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3 微控制器及软件设计
3.1 XC866单片机简介 微控制器选用英飞凌公司的XC866 8位单片机。XC866的设计基于与标准8051处理器相兼容的XC800内核。XC866内部集成振荡器或内嵌电压调节器(可由3.3 V或5.0 V单电源供电)。 XC866的同步串行通道(SSC)支持全双工和半双工同步通信。通过TXD和RXD线发送和接收数据，通常这两条线分别与引脚MTSR(主机发送／从机接收)和MRST(主机接收／从机发送)相连。时钟信号由MS_CLK(主机串行移位时钟)输出或从SS_CLK(从机串行移位时钟)输入，这两条时钟线通常与引脚SCLK相连。数据的发送和接收均有缓冲寄存器。在与TDA5255之间进行信息传输时使用半双工通信方式，通过I2C总线协议设置TDA5255的内部寄存器值。 微控制器完成TDA5255的工作模式设置，控制TDA5255发送有效的信息；接收和处理TDA5255接收到的数据等工作。P1.0、P1.1分别接MAX3232的RXD0和TXD0，用于完成与PC机的串行通信。 3.2 软件设计 软件程序流程图如图2所示。 发送数据采用先发一个“0”，再发一个“1”，然后发信息比特“0”或者“1”，这样在上升沿后，延时1.5个基本时间就可获得信息码。如图3所示。基本时间的定义决定信息的发送速率．这里取100μs。每300μs发送一个信息码，发送速率为3.3kb／s。TDA5255的最大数据速率可达100 kb/s。 |
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4 结束语
设计的射频收发器能短距离信息传输，并通过与PC机的连接发送PC机的任意信息，还可在上位机界面上显示获得的反馈信息。该系统应用于电动小车的控制器，控制效果良好。还可以作为模块移植，应用于近距离遥控等方面。 |
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