基于51单片机的无线收发电路设计

　　1．2 接收放大电路设计

　　使用AD8656双运放芯片组成接收放大电路。该运放适合+2．7～+5．5 V电源电压供电，是具有低噪声性能的精密双运算放大器。AD8656型CMOS放大器在满共模电压(VCM)范围内提供250 mV精密失调电压最大值，且在10 kHz处提供低电压噪声谱密度和0．008％的低真，无需外部三极管增益级或多个并行的放大器以减小系统噪声。通过干电池提供3V单电源供电，接收放大电路如图2所示。放大电路由AD8656进行两级放大，抵消线圈所感应到的信号电压幅值因距离的增加而产生的衰减，放大所接收到的微弱信号，增加无线传输距离。系统接收电路经D8656放大后的输出电压输至单片机进行A／D转换，对数据进行编解码，而未采用检波解调电路，可有效简化电路结构。

图2 AD8656接收放大电路图

　　2 电路参数确定

　　2．1 发射电路设计计算

　　发射电路通过单片机片内PCA进行控制，采用单片机内部12 MHz晶振，使用频率输出方式在单片机CEXn引脚产生频率可编程的方波，所产生的方波的频率由式(1)确定。

　　为产生3 MHz频率，计算得PCA0CPHn=0x02，对单片机频率进行四分频，因此可通过单片机软件设置寄存器PCA0的值在PCA0口产生3 MHz载波信号。

　　2．2 接收电路设计计算

　　接收放大电路如图2所示，通过调节电容VC1调整接收谐振频率。发射电路频率为3MHz，所绕制的线圈电感值通过仪器测量为1.8～1.85 μH，通过式(2)计算所需的谐振电容

　　计算得C=1 501～1 543 pF，选用瓷片电容152电容和100 pF可调电容并联接入电路。

　　利用R1、R2对正相输入端加入一偏置电压Vr，使放大器放大电路工作。其值通过式(3)计算。

　　R3、R4控制电路的放大倍数，令R3=1 kΩ，R4=10 kΩ，则第一级对交流信号的放大倍数Av=R4／R3=10。为了防止信号被滤除，第二级使用反相放大电路，偏置电压不变，而增益为Av=R8／R7=5。由上述计算可知，接收信号通过运放后，总增益达到50倍，信号最大峰峰值达到2．8 V，最小峰峰值达到0．3 V，通过单片机进行A／D转换，判断信号的有无。

　　3 软件设计

　　系统通过单片机片内的A／D转换功能直接对经过放大后的正弦信号进行转换。连续检测100次，取得峰值和谷值，然后计算信号的峰峰值。由于测得噪声电平在0．15 V左右。所以当信号峰峰值大于0．3 V时，可看作已接收到信号，并通过均值滤波的方法降低误码率。

　　发送数据时，先发一个脉冲，随后在1．2ms内发送一个有效位，之后维持3．6 ms的低电平。连续发送8次即一个字节后，再保持约18 ms的低电平，准备发送下一个字节。