擴(kuò)頻通信技術(shù)在遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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載波遙控器的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示?？刂朴布娐返脑O(shè)計(jì)主要考慮功能的完善性、可擴(kuò)展性，人機(jī)界面的靈活性、可操作性。載波遙控器主要由六部分功能電路組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)、顯示器單元、鍵盤單元、接口單元、電源單元和信號(hào)調(diào)制單元。單片機(jī)選用美國SST公司的FLASH型SST89E52RD2。它除了具有8051單片機(jī)的全部功能之外，又增加了許多實(shí)用的資源，可以在線應(yīng)用編程(IAP),省去編程器，協(xié)議自定的遠(yuǎn)程升級(jí)，維護(hù)安全又方便。具有16K的非易失性存儲(chǔ)空間，掉電后數(shù)據(jù)不丟失，內(nèi)嵌2塊小扇區(qū)的FLASH存儲(chǔ)器，任意一塊可做為數(shù)據(jù)或程序存儲(chǔ)器，并且可以省掉外掛的E2ROM，節(jié)省有限的載波遙控器PCB板空間。內(nèi)置的看門狗定時(shí)器，可防止系統(tǒng)的死機(jī)。另外，單片機(jī)SST89E52RD2還具有5通道的可編程計(jì)數(shù)器陣列(PCA),便于以后載波遙控器功能的擴(kuò)展。選用SST單片機(jī)的一個(gè)最大好處是：它具有很強(qiáng)的抗干擾能力，在MCS51單片機(jī)中，SST的單片機(jī)應(yīng)該說抗干擾能力最好的。信號(hào)調(diào)制單元以擴(kuò)頻通信芯片SC1128為核心，完成各個(gè)設(shè)置參數(shù)的發(fā)送任務(wù)和對(duì)方接收成功的反饋信號(hào)。單片機(jī)將發(fā)送信號(hào)通過串口發(fā)給SC1128將信號(hào)進(jìn)一步處理后，發(fā)給信號(hào)放大器，再經(jīng)過高頻耦合變壓器傳到電焊機(jī)輸出電纜上，安裝在電焊機(jī)中的接收部分將此信號(hào)取出，濾波放大后給SC1128。SC1128和MCU的接口電路上面已經(jīng)做了介紹，如圖2所示。接收部分的工作原理和發(fā)送處是一樣的，這里不再累述。接口單元中由一個(gè)帶通濾波器和對(duì)電焊機(jī)輸出電壓的整流部分組成。這里介紹一個(gè)實(shí)用的濾波器，很適合處在電磁干擾很強(qiáng)的電焊機(jī)使用。該濾波器為帶通濾波器。其不僅要將帶外雜波濾除，還要保證前后級(jí)之間的阻抗匹配，以達(dá)到順利傳遞信號(hào)的目的。由于主晶振的工作頻率不同，載頻也不同；調(diào)制周波數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸速率不同，帶寬也不同。因此，濾波器的參數(shù)在主晶振頻率不同時(shí)也將有所變化的。本文設(shè)計(jì)的載波遙控器選用10MHz的晶振頻率，數(shù)據(jù)速率是1Kbps、四周波調(diào)制、250KHz載頻，帶寬為100KHz(200~300KHz)。對(duì)于載波遙控器的控制信號(hào)而言，1Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)足夠。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/158135.htm
硬件電路的設(shè)計(jì)注重信號(hào)的隔離、分立元件的參數(shù)選擇、芯片的驅(qū)動(dòng)能力和整個(gè)載波遙控器的可靠性。電源單元做好降壓的同時(shí)，保證盡量減少干擾，選用穩(wěn)壓芯片UPC7805，輸入端加上共扼濾波磁環(huán)，為MCU和SC1128提供穩(wěn)定的供電。因?yàn)檩d波遙控器體積較小，應(yīng)充分考慮散熱問題，在選擇相關(guān)的電阻、電容、晶體管時(shí)，需慎重分析它們?cè)谧畲筘?fù)荷下的功耗參數(shù)。顯示器單元由3位8段共陽數(shù)碼管來完成，和MCU通過74HC573并行傳輸數(shù)據(jù)，采用動(dòng)態(tài)掃描的方式。按鍵選用歐姆龍公司的B3W-1042系列產(chǎn)品，以保證可靠性。
2.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
a．軟件部分圍繞單片機(jī)和SC1128的通信來完成，主程序流程圖如圖5所示。
利用MCU實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示、按鍵操作的輸入都是很簡(jiǎn)單、很通用的技術(shù)，這里不再介紹。
b．SC1128和MCU的通信：
SC1128和MCU的連接如圖2所示。SC1128發(fā)射或接收數(shù)據(jù)是通過SR（發(fā)射／接收控制端）、TX（發(fā)射／接收數(shù)據(jù)端）和SYN（發(fā)射／接收同步脈沖端）三個(gè)端進(jìn)行的。SR=0電路處與接收狀態(tài)， SR=1電路處與發(fā)射狀態(tài)。
發(fā)射狀態(tài)：當(dāng)SR=1，發(fā)射／接收同步脈沖端SYN輸出同步脈沖。當(dāng)電路處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，電路內(nèi)部在SYN的上跳沿對(duì)TX端輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，所以外部MCU應(yīng)當(dāng)在SYN的上跳沿保持TX端的數(shù)據(jù)不變化而在SYN的下跳沿可以給出發(fā)射的數(shù)據(jù)。
接收狀態(tài)：當(dāng)SR=0，電路處于接收態(tài)， SYN端不會(huì)立刻輸出同步脈沖，只有當(dāng)電路接收到的數(shù)據(jù)與本電路“同步”之后，SYN端才能輸出同步脈沖。SYN端輸出上跳沿時(shí)接收數(shù)據(jù)從TX端鎖存輸出，并一直保持到下一個(gè)上跳沿，因此MCU應(yīng)在SYN同步脈沖的下跳沿之后從TX端讀出數(shù)據(jù)。
3. 結(jié)論
擴(kuò)頻通信芯片SC1128和MCU的結(jié)合應(yīng)用,使得載波遙控器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，功能多樣并可進(jìn)行擴(kuò)展，人機(jī)交互界面良好。新技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了傳統(tǒng)有線遙控器的缺點(diǎn)，具有很大的推廣價(jià)值。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：本文利用擴(kuò)頻通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電焊機(jī)載波遙控器克服了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)距離通信帶來的弊端，實(shí)現(xiàn)了快速、高精度、靈活、多功能的信號(hào)傳輸控制，解決了遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸?shù)牟豢煽啃詥栴}，同時(shí)提供了良好的人機(jī)互動(dòng)界面。
評(píng)論