PIC单片机无线串行接口电路设计

1 概 述

　　单片机无线串行接口电路由MICRF102单片发射器芯片、 MICRF007单片接收器芯片组成，工作在300~440 MHz ISM频段；具有ASK调制和解调能力，抗干扰能力强，适合工业控制应用；采用PLL频率合成技术，频率稳定性好；接收灵敏度高达 －96 dBm，最大发射功率达－2.5 dBm；数据速率可达2 Kb/s；低工作电压：4.75~5.5 V；功耗低，接收时电流3 mA，发射时电流7.75 mA，接收待机状态仅为0.5μA，发射待机状态仅为1.0μA；可用于单片机之间的串行数据无线传输，也可在单片机数据采集、遥测遥控等系统中应用。

2 电路组成及工作原理

2.1 无线发射电路

　　无线发射电路如图一所示，电路以MICRF102为核心。MICRF102是Micrel公司推出的一个单片UHF ASK发射器，采用SOP(M)-8封装，芯片内包含有：由基准振荡器、相位检波器、分频器、带通滤波器、压控振荡器构成的合成器，发射偏置控制，RF功率放大器，天线调谐控制和变容二极管等电路，是一个真正的"数据输入－无线输出"的单片无线发射器件。UHF合成器产生载频和正交信号输出。输入相位信号（I）用来驱动RF功率放大器。天线调谐正交信号（Q）用来比较天线信号相位。天线调谐控制部分检测天线通道中发射信号的相位和控制变容二极管的电容，以调谐天线，实现天线自动调谐。功率放大器输出受发射偏置控制单元控制。ASK/OOK调制，提供低功耗模式，数据传输速率为20 kb/s。

　　使用中应注意的问题是：（1）REFOSC（引脚4）是基准振荡端，连接晶振到地，或采用AC耦合方式输入峰-峰值为0.5 V的时钟脉冲。发射频率是基准振荡器频率的32倍：基准振荡频率×32=发射频率。如果使用外接时钟信号，须采用AC耦合方式，输入信号幅度峰-峰值为 200~500 mV。（2）MICRF102使用差分输出去驱动天线负载。功率放大器输出级包含有一个变容二极管，它自动与天线的电感调谐，以保证谐振在发射频率上。典型的PCB导线天线的电感与回路的尺寸、天线导线的宽度、PCB铜泊的厚度和接地板的位置有关。设计时一般选择变容二极管的电容值为6.5 pF。天线电感L由公式L=1/(4π2f2C)计算。（3）功率放大器的输出功率与PC端（引脚1）上的电压有关。正常工作时，该引脚端上的电压被设置在0.2~0.4 V之间。PC端上的电压上升，输出功率加大；但是，如果PC端上的电压超过0.4 V，功率放大器被限流，输出功率不再增加。减少PC端的电压可降低电源功率消耗，同时也会减少RF输出功率。（4）STBY端（引脚5）是待机模式控制。接VDD为发射方式，接VSS为待机模式。（5）MICRF102芯片对电源纹波敏感，正确地电源旁路是必需的，一般使用4.7μF、 0.1μF、100 pF 3个电容并联在VDD和VSS之间。

2.2 无线接收电路