單工無(wú)線呼叫及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：本文基于ATMEGA16L單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有單工語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸功能的無(wú)線呼叫系統(tǒng)。通過(guò)編碼電路、單片調(diào)頻發(fā)射電路和高頻功放電路實(shí)現(xiàn)主站的語(yǔ)音及數(shù)據(jù)發(fā)送；通過(guò)解碼電路、調(diào)頻解調(diào)和語(yǔ)音功放電路實(shí)現(xiàn)從站的語(yǔ)音及數(shù)據(jù)接收。編碼和解碼用MSK調(diào)制方式的調(diào)制解調(diào)芯片MSM6882實(shí)現(xiàn)；主從機(jī)的顯示電路采用LCD液晶顯示，輸入電路則采用PS2鍵盤掃描。

一、概述

目前，無(wú)線語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用形式也趨于多樣化。如移動(dòng)通信系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)等。本設(shè)計(jì)完成了一個(gè)單工無(wú)線呼叫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主站至多個(gè)從站的單工語(yǔ)音及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。主站傳送一路語(yǔ)音信號(hào)或短信，其發(fā)射頻率為36MHz,發(fā)射峰值功率可調(diào)，實(shí)現(xiàn)小功率遠(yuǎn)距離發(fā)射，可選擇對(duì)任一從站的呼叫或廣播功能。短信發(fā)送和接收采用黑白屏LCD顯示，支持中文字符顯示，支持圖形方式顯示，支持高速率自動(dòng)屏幕刷新，帶有冷背光功能，可以在黑暗中查看屏幕，界面友好。

能方便的應(yīng)用于短距離通信，如小區(qū)通信或辦公通信或廣播系統(tǒng)。稍加改進(jìn)即可完成半雙工和雙工通信，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)分為數(shù)據(jù)編碼與解碼模塊、無(wú)線發(fā)射模塊、無(wú)線接收模塊和控制模塊。數(shù)據(jù)編碼與解碼模塊采用最小頻移鍵控（MSK）調(diào)制方式，數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器芯片MSM6882與控制部分串口通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換。無(wú)線發(fā)射模塊采用MC2833單片調(diào)頻電路。無(wú)線接收模塊由MC3362二次變頻解調(diào)電路完成?？刂撇糠植捎脝纹瑱C(jī)ATmega16L完成，進(jìn)行數(shù)據(jù)通道的選擇控制、呼叫地址和方式的控制、鍵盤的輸入控制和數(shù)據(jù)的顯示和存儲(chǔ)功能。系統(tǒng)框圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)整體框圖

三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、無(wú)線發(fā)射模塊的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的發(fā)射部分以MOTOROLA公司生產(chǎn)的MC2833單片調(diào)頻發(fā)射集成電路為核心，它由話筒放大器、可變電抗器、射頻振蕩器、輸出緩沖器以及兩個(gè)輔助晶體管構(gòu)成。具體電路如圖2所示：

由于本系統(tǒng)工作在36MHz的頻率點(diǎn)， 我們用12MHz晶體作為基波晶體，L1用于補(bǔ)償調(diào)制器的電抗和對(duì)輸出頻率進(jìn)行微調(diào)，取4.7uH.調(diào)制信號(hào)從3腳加入進(jìn)行頻率調(diào)制。振蕩器輸出頻率經(jīng)緩沖放大和外部選頻網(wǎng)絡(luò)三次倍頻后，再經(jīng)內(nèi)部Q1、Q2放大器由9腳輸出。即輸出射頻為36MHz.LC選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)可由計(jì)算求得。

如果要加大發(fā)射功率，可選用AD公司研制的低噪聲，高頻帶寬度，穩(wěn)定性好的可變?cè)鲆孢\(yùn)放AD603.

2、無(wú)線接收模塊的設(shè)計(jì)

無(wú)線接收機(jī)的功能是能成功解調(diào)出所需的信號(hào)。

同時(shí)接收機(jī)的設(shè)計(jì)還要考慮把成本降到最低和功耗降到最小。Motorola 公司推出的單片集成調(diào)頻接收芯片MC3362,具有噪聲低、功耗小、鏡像選擇性好、動(dòng)態(tài)范圍寬的特點(diǎn)。MC3362芯片含有二次變頻的所有電路，其工作電壓可在2.0V-6.0V較寬范圍內(nèi)。工作原理是天線接收到的RF信號(hào)經(jīng)輸入匹配回路放大輸出后，再和第一本振信號(hào)在片內(nèi)第一混頻器中混頻，變頻到10.7 MHz,并經(jīng)接于19端的陶瓷濾波器濾波，送至第二混頻器的輸入端（18端）， 第一混頻器輸出的10.7MHz和第二本振的10.245 MHz信號(hào)，在片內(nèi)進(jìn)行第二混頻，得到455 kHz的第二中頻信號(hào)，并經(jīng)接于5端的455 kHz陶瓷濾波器選頻后接到限幅器，經(jīng)限幅和和移相乘積鑒頻后得到的音頻信號(hào)在13端上輸出。14、15端中間接有一個(gè)比較器，用以檢測(cè)FSK調(diào)制的過(guò)零點(diǎn)。解調(diào)以后的數(shù)據(jù)信號(hào)在l5端輸出。