基于MC33591/MC33592的315MHz/434MHz OOK/FSK

ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２是一个单片集成接收器，该芯片内含６６０ｋｈｚ的中频带通滤波器、完整的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整的ｓｐｉ接口。可用于设计３１５ｍｈｚ／４３４ｍｈｚ ｏｏｋ／ｆｓｋ接收电路。

１ ｍｃ３３５９１／ ｍｃ３３５９２的引脚功能

ｍｃ３３５９１采用ｌｑｆｐ２４封装形式，其引脚排列如图１所示，各引脚功能如表１所列。

表1 mc33591/mc33592引脚功能描述

２ 内部结构与工作原理

ｍｃ３３５９１／ ｍｃ３３５９２的射频部分由能消除镜像干扰的混频器、６６０ｋｈｚ的中频带通滤波器、自动增益控制级和ｏｏｋ／ｆｓｋ解调器组成。控制部分则包含有数据管理器、配置寄存器、串行接口、状态控制器等。其ｓｐｉ接口可对调制方式进行编程选择。电路的数据可以从比较器输出，或者在数据管理器使能时从ｓｐｉ端口输出。

２．１ 本机振荡器

由于ｐｌｌ环路滤波器已被集成在ｉｃ中，因此实际应用中的元器件数值可以根据本振参数在ｐｆｄ引脚通过一个外部滤波器作略微的改进。使用者可以通过附加外部滤波器来选择最佳工作状况。锁相环电路增益可以由ｐｇ位编程设置，该位置为１时，环路为低增益状态。

２．２ 通信协议

用ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２进行通信时，数据通过曼彻斯特编码后的占空系数：在ｏｏｋ模式为４８％～５２％，而在 ｆｓｋ模式时为４５％～５５％。此外，该通信协议编码还包括前同步（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ｉｄ（识别）、报头（ｈｅａｄｅｒ）字和数据等。其中ｉｄ（识别）字的内容是按曼彻斯特编码，并被预先装入电路中的配置寄存器２。识别字传输速率与数值传输速率一致。 为了与识别或报头字编码不同，前同步字的内容必须仔细定义。

报头字应当是４位曼彻斯特编码“０１１０”或者是它的补码。

一般数据（ｄａｔａ）应紧跟报头而没有任何延迟。数据由一个信息结束命令ｅｎｄ－ｏｆ－ｍｅｓｓａｇｅ ｅｏｍ结束，ｅｏｍ由２个ｎｒｚ连续的１或０组成。当采用ｆｓｋ调制时，数据由一个ｅｏｍ结束，而不能简单地被射频信号终止。

图２给出了一个带有前同步字、识别字、报头字并跟随２数据位及结束字的完整信号，前同步通常放在识别和报头两个字的前面。

２．３ 数据管理器

数据管理器功能模块有五个用途，分别为ｉｄ（识别）字检测、 报头识别、时钟再生、ｓｐｉ通道上的数据输出和时钟再生、信息结束检测。

２．４ 串行接口

接收机（ｒｏｍｅｏ２）和微控制器一般通过串行外部接口ｓｐｉ（ｓｅｒｉａｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）进行通信。如果不用ｓｐｉ 接口，复位端ｐｏｒ ｐｏｗｅｒ ｏｎ ｒｅｓｅｔ将设置接收机为默认结构来完成正确的操作。ｓｐｉ接口通过以下三个输入／输出端来实现操作：

（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。

主设时钟通过ｍｏｓｉ和ｍｉｓｏ对数据输入／输出进行同步，主设备和从设备可在８个时钟周期内交换一个字节信息。操作时由主设备产生ｓｃｌｋ时钟并输入到从设备。ｍｏｓｉ在主设备中被配置为输入，而在从设备中则作为输出线；当主设备的ｍｉｓｉ线配置为输出时，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，并且最高位先发送。数据在ｓｃｌｋ的下降沿有效，在ｓｃｌｋ的上升沿移动。当没有数据输出时，ｓｃｌｋ和ｍｏｓｉ强制为低电平。使用ｍｏｔｏｒｏｌａ的微控制器时，其时钟相位和极性控制位ｓｐｉ必须设置为ｃｐｏｌ＝０，ｃｐｈａ＝１。

２．５ 配置寄存器

在配置模式中，只要在复位端（ｒｅｓｅｔｂ）保持一个长时间的低电平，微控制器将作为主设在ｓｃｌｋ上提供时钟信号，并在ｍｏｓｉ线上提供控制和配置位。如果不用默认配置，微控制器（ｍｃｕ）将通过写入配置字到配置寄存器来改变配置。配置寄存器的内容可以返回到微控制器并进行检测。

当ｒｅｓｅｔｂ引脚为高电平时，如果数据管理器被使能（ｄｍｅ＝１），接收机将作为主设在ｍｏｓｉ线上发送接收到的数据，同时在ｓｃｌｋ上发送接收到的时钟信号。

当接收机ｓｐｉ由主设（工作模式）变为从设（配置模式）或者由从设变为主设时，在模式转换前，ｍｃｕ中的ｓｐｉ推荐设置为从设。

在接通电源时，ｐｏｒ首先复位内部寄存器，以使接收机系统被设置在默认模式。在这个配置中，ｓｐｉ是不使能的，同时接收机将在ｍｏｓｉ线上发送原始数据。实际上，默认配置可使电路作为一个没有外部控制的独立接收机来运行。

ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２有三个配置寄存器ｃｒ１～ｃｒ３。其中配置寄存器１（ｃｒ１）控制３个寄存器的存取（读或写），主要用于选择载波频率、设置数据调制方式、控制选通振荡器使能、定义选通比、控制数据管理器使能、定义报头字等。配置寄存器２（ｃｒ２）用于定义识别字的内容。配置寄存器３（ｃｒ３）则用于定义数据速率、设置混频器增益、控制ｍｉｘｏｕｔ引脚的转换、设置相位比较器增益等。

２．６ 接收机的模式

通电复位后，接收机一般有三种不同的模式，第一种是睡眠模式，也就是低功耗模式。第二种是配置模式，用于对内部寄存器进行读写操作，在这种模式中，ｓｐｉ处于从设位置并且接收机被使能。晶体振荡器振荡为ｓｐｉ产生时钟信号。解调的数据可由ｄｍｄａｔ读出，但是不能通过ｓｐｉ发送。第三种为工作模式，处于该模式时，接收机可以等待射频信号或接收信息。

３ ｍｃ３３５９１／５９２的应用电路

ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２的应用电路如图４所示。该电路在３１５ｍｈｚ时应选择９．８６４３７５ｍｈｚ晶振，而在４３４ｍｈｚ时则应选１３．５８０６２５ｍｈｚ的晶振。采用ｆｓｋ调制时，图４中的低通滤波电容ｃ２的值与数据速率的关系如表２所列。 表2 采用fsk调制时c2与数据速率的关系