一種簡(jiǎn)易的單工無線呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

蔡乾宏++周妮

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.194

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，通信在人類的生活中無處不在。針對(duì)于通信的便利，該文提出了一種低成本、低功耗的單工無線通信系統(tǒng)。系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)模塊和接收機(jī)模塊組成。發(fā)射機(jī)采用石英晶體振蕩器直接調(diào)頻，接收機(jī)利用MC3363作為核心芯片采用超外差方式接收，通過51單片機(jī)作為控制電路，實(shí)現(xiàn)了阿拉伯?dāng)?shù)字、大小寫英文字母以及語音短信的收發(fā)，并通過LCD1602液晶顯示器將短消息顯示出來。

關(guān)鍵詞：晶體振蕩器振 MC3363芯片 51單片機(jī) LCD1602液晶顯示

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（b）-0194-02

目前，移動(dòng)通信在人類生活中無處不在。多功能、智能化、多媒體的通信系統(tǒng)是目前移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)。但是，大部分的通信設(shè)備具有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：（1）通信設(shè)備成本太高；（2）成本相對(duì)于較低的設(shè)備卻沒有短信收發(fā)功能；（3）使用方式太復(fù)雜。在這里介紹了一種基于MC3363芯片為核心簡(jiǎn)易的無線呼叫系統(tǒng)，可用于解決類似問題，以供大家交流學(xué)習(xí)之用。

1 系統(tǒng)方案

該系統(tǒng)主要由兩個(gè)模塊組成。分別為發(fā)射機(jī)模塊，接收機(jī)模塊。設(shè)計(jì)流程為從信號(hào)源注入一個(gè)語音信號(hào)，第一級(jí)放大后經(jīng)過晶體振蕩器直接調(diào)頻，經(jīng)過兩級(jí)調(diào)諧放大選出5倍頻38.46 MHz，最后經(jīng)過功率放大通過天線發(fā)射出去，數(shù)字信號(hào)不需要經(jīng)過放大直接進(jìn)行調(diào)頻即可[1]。

接收部分主要采用超外差接收方式，天線接收到的信號(hào)是一個(gè)小信號(hào)，首先經(jīng)過調(diào)諧放大，然后與第一本振27.7 MHz混頻得到第一中頻10.70 MHz；經(jīng)過10.70 MHz陶瓷濾波器再與10.245第二本振混頻，產(chǎn)生第二中頻455 KHz，最后通過檢波電路還原出信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過比較器對(duì)波形進(jìn)行整形[2]。數(shù)字信號(hào)主要由51單片機(jī)控制和LCD1602液晶顯示。

2 電路硬件設(shè)計(jì)以及參數(shù)計(jì)算選擇

2.1 發(fā)射機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

發(fā)射機(jī)采用7.68 MHZ晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，通過選頻放大選取5倍頻38.46 MHZ。最后經(jīng)過功率放大。發(fā)射機(jī)原理圖如圖1所示。

2.2 發(fā)射機(jī)參數(shù)計(jì)算

（1）變?nèi)荻O管正端電壓。

根據(jù)計(jì)算出的電壓值我們選取1-8V電壓范圍變化的V149變?nèi)荻O管，其電容變化范圍為6P-50P。

（2）載波信號(hào)的選?。夯颈菊瘢?.68 MHz，通過倍頻選取38.5 MHz的信號(hào)頻率。

（3）調(diào)諧回路：根據(jù)并聯(lián)諧振公式[3]：= MHz。

2.2.1接收機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

接收機(jī)采用超外差接收方式，采用低功耗接收芯片MC3363[4]。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過比較器進(jìn)行波形整形。

2.3 接收機(jī)參數(shù)計(jì)算

（1）由于發(fā)射頻率為38.4 MHz，所以第一中頻定為10.7MHZ，所以第一本振頻率為：

=38.4 MHz-10.7 MHz=27.7 MHz。根據(jù)要求我們選取27.7 MHz的晶振。

（2）第二級(jí)中頻定為455 MHz，所以第二本振為：=10.7 MHz-455 MHz=10.245 MHz。根據(jù)要求我們選取10.245 MHz晶振。

3 軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)發(fā)射部分用改進(jìn)的矩陣鍵盤進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，發(fā)射和接收都通過LCD1602液晶進(jìn)行顯示。系統(tǒng)發(fā)射部分的流程為先進(jìn)行按鍵掃描，將選擇的臺(tái)號(hào)通過LCD1602進(jìn)行顯示；再掃描發(fā)送鍵，如果有按鍵，將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，否則重新進(jìn)行按鍵掃描。系統(tǒng)接收部分的流程為先檢測(cè)起始標(biāo)志，再檢測(cè)對(duì)應(yīng)的地址碼，通過確定地址碼使得對(duì)應(yīng)的臺(tái)號(hào)接收數(shù)據(jù)，最終通過LCD1602顯示出來。在起始標(biāo)志不符合的情況下，系統(tǒng)將清除接收的信號(hào)，重新進(jìn)行起始標(biāo)志的檢測(cè)工作。

4 調(diào)試方案

4.1 接收部分電路調(diào)試與測(cè)試

先將接收機(jī)部分按照標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試正常后，將調(diào)試好的信號(hào)送給模擬天線，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匹配后，再通過調(diào)頻接收機(jī)接收數(shù)據(jù)，將它送給標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，最后通過電壓表、示波器和失真度測(cè)試儀來測(cè)試接收機(jī)部分各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

4.2 發(fā)射部分電路調(diào)試與測(cè)試

先將接收機(jī)部分按照標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試正常后，通過發(fā)射機(jī)送給匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匹配，通過模擬開關(guān)送給高頻示波器來測(cè)試發(fā)射機(jī)部分各項(xiàng)基本技術(shù)指標(biāo)。

4.3 測(cè)試結(jié)果

測(cè)試的結(jié)果如表1，表2所示。

4.4 結(jié)果分析

該系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境為空曠的平地。通過測(cè)試，語音信號(hào)在一定距離之后會(huì)有噪聲。因此我們?cè)诮邮諜C(jī)和天線匹配網(wǎng)絡(luò)之間增加一級(jí)低噪聲高頻放大器，使接收機(jī)靈敏度達(dá)到2 uV，接收距離從30 M增加到50 M。在測(cè)試過程中，我們遇到兩個(gè)問題：一是數(shù)據(jù)信號(hào)出現(xiàn)誤碼。二是測(cè)試過程出現(xiàn)“盲區(qū)”。出現(xiàn)誤碼原因是干擾信號(hào)太強(qiáng)。改進(jìn)辦法是增加一個(gè)屏蔽盒。語音信號(hào)在30 M以上距離會(huì)出現(xiàn)“盲區(qū)”。產(chǎn)生原因是因?yàn)辄c(diǎn)播在傳輸過程中，電場(chǎng)與電磁方向是正交的[3]，所以在“盲區(qū)”我們需要改變天線方向。

5 結(jié)語

一種簡(jiǎn)易的單工無線呼叫系統(tǒng)采用石英晶體振蕩器以及MC3363為核心設(shè)計(jì)的硬件電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了阿拉伯?dāng)?shù)字、大小寫英文字母以及語音短信的收發(fā)，并通過LCD1602液晶顯示器將短消息顯示出來。通過資料查詢、方案選擇完成了電路、軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本、低功耗的特性，該系統(tǒng)可以用于某些只需要單向傳輸與接收的服務(wù)領(lǐng)域中。

參考文獻(xiàn)

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