单工无线呼叫系统设计张璐

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1、单工无线呼叫系统设计刘凯张璐高攀摘要：本系统以MSP430单片机为控制核心，实现语咅和英文短信的单工无线通信功能。系统主站主要由单片机与双咅多频（DTMF）信号编码器HT9200及锁相环频率合成器组成，从站由单片机与AM/FM立体声收音机芯片CXA1238及双音多频信号解码器CM8870组成。系统实现语音和英文短信的远距离传输功能，传输距离大于25米，其发射功率为18mW。衰减器连接主从站，从站接收波形清晰稳定。从站采用电池供电。主站对从站具有拨号选呼和群呼功能，从站地址可自由设定，人机交互界面友好。关键字：MSP430单片机FM调制方式PLL频率合成双音多频编解

2、码低功耗一、方案设计与论证总体思路：本系统主站由锁相环合成器生成40M的载波信号，采用FM调制方式将语音及双音多频信号调制载波，经过功率放大器，用天线发射出去；从站使用调频接收机CXA1238解调天线接收到的信号，其左右声道分别通过双音多频解码器与音频放大器，恢复语音信号与英文短信，实现单工无线通信功能。1.数字编码方式的选择方案一：直接采用单片机对数字编码。编码后，采用ASK调制方式，实现数字信号的传输。采用该方案，数字与语咅采用不同的调制方式进行传输，需用两路电路实现。数据与语音信号的相互干扰达到最小，但是电路复杂度明显增加。方案二：采用微控制器与PT2262

3、/2272组成的编解码电路。在发射端，单片机对PT2262的地址位进行预置（即设制台号），同时输入短信内容，通过单片机进行短信编码后产生相应的数据去预置PT2262的数据位后，再调制发射出去;接收端，把接收到的信号进行解调放大后，送至PT2272,解码后在数据位产生对应的数据，通过单片机进行短信解码后在液晶上显示所发送的短信内容。方案三:采用HT9200/CM8870双音多频发生器/解码器。HT9200将需传输的数字信号转换成双咅多频信号，调制载波再发送；从站解调后获得的双咅多频信号经CM8870解码恢复数字信号，单片机控制LCD显示数据。从而实现数据的传输。三种

4、方案均能实现数据传输。方案一干扰达到最小，但引入的电路与调试复杂度，使得实现时间延长。方案二电路简单，但是编码输出的数字脉冲经过锁相环调制时，脉冲受到PLL的拉作用，脉冲的边沿变得平缓，解调输出后容易导致误判，难以达到短信传输没有错误的要求。而方案三可以兼顾方案一、二的不足，故选择方案二。2.载波信号产生电路的设计方案一：采用克拉泼振荡器产生振荡信号。克拉泼振荡器是常用的一种电容三点式振荡器，电路简单，方便实用，但是该振荡器的频率稳定度很低，约为10<10-3,容易受外界的影响，引入不必要的噪声干扰。方案二：采用晶体振荡电路。这种电路的稳定性得益于晶振频率的高稳定

5、度，可达到i（r5〜io_6。可以采用晶振的基频，也可以通过倍频器釆用其泛音，使频率在30〜40MHz之间。尽管晶振频率冇较高的稳定度，但中心频率附近冇近KHz单位的波动。方案三：PPL频率合成方式。采用锁相环MC145152和VCO电路进行频率合成，反馈回路tH动调整频率变动，能得到与品振同等高精度和高稳定度的频率信号，其工作原理如图一所示。图一、PLL频率合成原理框图载波信号发生器应产生等幅度的高稳定度的高频正弦信号。方案一与方案二的电路比方案三的电路简单。方案一的频率稳定度很低，且调试繁琐；方案二与方案三同等的稳定度，但方案二的频率可调性低，选频网络的调节较

6、为麻烦；方案三兼顾高稳定度与调试方便且失真度很小。综合考虑选择方案三。1.接收解调模块的设计方案选择方案•一：采用单片集成锁相环NE564。利用锁相环路的调制跟踪特性，制作成高速调制解调器。方案二：采用专用解调芯片CXA1691实现信号的接收和解调功能。方案三：采用CXA1238作为收音机电路的核心1C。CXA1238是索尼公司在20世纪80年代后期正式推出的集调幅、调频、锁相环、立体声解码等电路为一体的AM/FM立体声收音集成电路。它的电源电压适应范围宽，2〜10V范围内电路均能正常工作，且具有立体声和调谐指示LED驱动电路以及FM静噪功能等。上述三种方案能够满

7、足系统实现接收主站发射的调频信号要求。鉴于集成接收芯片调试简单方便、灵敏度低、电路设计简单及良好的鉴频效果的优势，可以选择方案二和三。考虑到CXA1238有立体声解码功能，拥有左右输出通道，可以分开处理语音和英文短信，减少两者相互间的干扰。其具有耗电小，供电电压范围宽等特点，适合低功耗化。因此我们选择方案二。二、理论分析与系统实现系统分为发射和接收两人模块，经过方案比较与论证，发射和接收部分的组成框图分别如图二和图三所示。其屮发射部分由用集成芯片MC1648、MC145152、MCI2022.环路滤波器和参考晶振所构成锁相环载波合成器、语音处理器、双音多频编码器和

8、单片机进行