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

ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２是一個單片集成接收器，該芯片內(nèi)含６６０ｋｈｚ的中頻帶通濾波器、完整的ｖｃｏ、可消除鏡像的混頻器、曼徹斯特編碼時鐘再生電路以及完整的ｓｐｉ接口?？捎糜谠O計３１５ｍｈｚ／４３４ｍｈｚ ｏｏｋ／ｆｓｋ接收電路。

１ ｍｃ３３５９１／ ｍｃ３３５９２的引腳功能

ｍｃ３３５９１采用ｌｑｆｐ２４封裝形式，其引腳排列如圖１所示，各引腳功能如表１所列。

表1 mc33591/mc33592引腳功能描述

２ 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

ｍｃ３３５９１／ ｍｃ３３５９２的射頻部分由能消除鏡像干擾的混頻器、６６０ｋｈｚ的中頻帶通濾波器、自動增益控制級和ｏｏｋ／ｆｓｋ解調(diào)器組成?？刂撇糠謩t包含有數(shù)據(jù)管理器、配置寄存器、串行接口、狀態(tài)控制器等。其ｓｐｉ接口可對調(diào)制方式進行編程選擇。電路的數(shù)據(jù)可以從比較器輸出，或者在數(shù)據(jù)管理器使能時從ｓｐｉ端口輸出。

２．１ 本機振蕩器

由于ｐｌｌ環(huán)路濾波器已被集成在ｉｃ中，因此實際應用中的元器件數(shù)值可以根據(jù)本振參數(shù)在ｐｆｄ引腳通過一個外部濾波器作略微的改進。使用者可以通過附加外部濾波器來選擇最佳工作狀況。鎖相環(huán)電路增益可以由ｐｇ位編程設置，該位置為１時，環(huán)路為低增益狀態(tài)。

２．２ 通信協(xié)議

用ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２進行通信時，數(shù)據(jù)通過曼徹斯特編碼后的占空系數(shù)：在ｏｏｋ模式為４８％～５２％，而在 ｆｓｋ模式時為４５％～５５％。此外，該通信協(xié)議編碼還包括前同步（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ｉｄ（識別）、報頭（ｈｅａｄｅｒ）字和數(shù)據(jù)等。其中ｉｄ（識別）字的內(nèi)容是按曼徹斯特編碼，并被預先裝入電路中的配置寄存器２。識別字傳輸速率與數(shù)值傳輸速率一致。 為了與識別或報頭字編碼不同，前同步字的內(nèi)容必須仔細定義。

報頭字應當是４位曼徹斯特編碼“０１１０”或者是它的補碼。

一般數(shù)據(jù)（ｄａｔａ）應緊跟報頭而沒有任何延遲。數(shù)據(jù)由一個信息結(jié)束命令ｅｎｄ－ｏｆ－ｍｅｓｓａｇｅ ｅｏｍ結(jié)束，ｅｏｍ由２個ｎｒｚ連續(xù)的１或０組成。當采用ｆｓｋ調(diào)制時，數(shù)據(jù)由一個ｅｏｍ結(jié)束，而不能簡單地被射頻信號終止。

圖２給出了一個帶有前同步字、識別字、報頭字并跟隨２數(shù)據(jù)位及結(jié)束字的完整信號，前同步通常放在識別和報頭兩個字的前面。

２．３ 數(shù)據(jù)管理器

數(shù)據(jù)管理器功能模塊有五個用途，分別為ｉｄ（識別）字檢測、 報頭識別、時鐘再生、ｓｐｉ通道上的數(shù)據(jù)輸出和時鐘再生、信息結(jié)束檢測。

２．４ 串行接口

接收機（ｒｏｍｅｏ２）和微控制器一般通過串行外部接口ｓｐｉ（ｓｅｒｉａｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）進行通信。如果不用ｓｐｉ 接口，復位端ｐｏｒ ｐｏｗｅｒ ｏｎ ｒｅｓｅｔ將設置接收機為默認結(jié)構(gòu)來完成正確的操作。ｓｐｉ接口通過以下三個輸入／輸出端來實現(xiàn)操作：

（１）串行時鐘ｓｃｌｋ；

（２）主控輸出受控輸入ｍｏｓｉ；

（３）主控輸入受控輸出ｍｉｓｏ。

主設時鐘通過ｍｏｓｉ和ｍｉｓｏ對數(shù)據(jù)輸入／輸出進行同步，主設備和從設備可在８個時鐘周期內(nèi)交換一個字節(jié)信息。操作時由主設備產(chǎn)生ｓｃｌｋ時鐘并輸入到從設備。ｍｏｓｉ在主設備中被配置為輸入，而在從設備中則作為輸出線；當主設備的ｍｉｓｉ線配置為輸出時，它在從設備中又作為輸入線。

ｍｉｓｏ和ｍｏｓｉ線一般向一個方向傳輸串行數(shù)據(jù)，并且最高位先發(fā)送。數(shù)據(jù)在ｓｃｌｋ的下降沿有效，在ｓｃｌｋ的上升沿移動。當沒有數(shù)據(jù)輸出時，ｓｃｌｋ和ｍｏｓｉ強制為低電平。使用ｍｏｔｏｒｏｌａ的微控制器時，其時鐘相位和極性控制位ｓｐｉ必須設置為ｃｐｏｌ＝０，ｃｐｈａ＝１。

２．５ 配置寄存器

在配置模式中，只要在復位端（ｒｅｓｅｔｂ）保持一個長時間的低電平，微控制器將作為主設在ｓｃｌｋ上提供時鐘信號，并在ｍｏｓｉ線上提供控制和配置位。如果不用默認配置，微控制器（ｍｃｕ）將通過寫入配置字到配置寄存器來改變配置。配置寄存器的內(nèi)容可以返回到微控制器并進行檢測。

當ｒｅｓｅｔｂ引腳為高電平時，如果數(shù)據(jù)管理器被使能（ｄｍｅ＝１），接收機將作為主設在ｍｏｓｉ線上發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)，同時在ｓｃｌｋ上發(fā)送接收到的時鐘信號。

當接收機ｓｐｉ由主設（工作模式）變?yōu)閺脑O（配置模式）或者由從設變?yōu)橹髟O時，在模式轉(zhuǎn)換前，ｍｃｕ中的ｓｐｉ推薦設置為從設。

在接通電源時，ｐｏｒ首先復位內(nèi)部寄存器，以使接收機系統(tǒng)被設置在默認模式。在這個配置中，ｓｐｉ是不使能的，同時接收機將在ｍｏｓｉ線上發(fā)送原始數(shù)據(jù)。實際上，默認配置可使電路作為一個沒有外部控制的獨立接收機來運行。

ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２有三個配置寄存器ｃｒ１～ｃｒ３。其中配置寄存器１（ｃｒ１）控制３個寄存器的存取（讀或?qū)懀?，主要用于選擇載波頻率、設置數(shù)據(jù)調(diào)制方式、控制選通振蕩器使能、定義選通比、控制數(shù)據(jù)管理器使能、定義報頭字等。配置寄存器２（ｃｒ２）用于定義識別字的內(nèi)容。配置寄存器３（ｃｒ３）則用于定義數(shù)據(jù)速率、設置混頻器增益、控制ｍｉｘｏｕｔ引腳的轉(zhuǎn)換、設置相位比較器增益等。

２．６ 接收機的模式

通電復位后，接收機一般有三種不同的模式，第一種是睡眠模式，也就是低功耗模式。第二種是配置模式，用于對內(nèi)部寄存器進行讀寫操作，在這種模式中，ｓｐｉ處于從設位置并且接收機被使能。晶體振蕩器振蕩為ｓｐｉ產(chǎn)生時鐘信號。解調(diào)的數(shù)據(jù)可由ｄｍｄａｔ讀出，但是不能通過ｓｐｉ發(fā)送。第三種為工作模式，處于該模式時，接收機可以等待射頻信號或接收信息。

３ ｍｃ３３５９１／５９２的應用電路

ｍｃ３３５９１／ｍｃ３３５９２的應用電路如圖４所示。該電路在３１５ｍｈｚ時應選擇９．８６４３７５ｍｈｚ晶振，而在４３４ｍｈｚ時則應選１３．５８０６２５ｍｈｚ的晶振。采用ｆｓｋ調(diào)制時，圖４中的低通濾波電容ｃ２的值與數(shù)據(jù)速率的關(guān)系如表２所列。 表2 采用fsk調(diào)制時c2與數(shù)據(jù)速率的關(guān)系