本文介紹了一種基于通信芯片SC1128 的擴頻通信電路。該電路首先在基帶上進行擴頻處理，然后調(diào)制到480MHz~485.6MHz的載波上實現(xiàn)無線傳輸。SC1128主晶振為12.8MHz，載波頻率為200kHz，帶寬為160kHz，兩周波調(diào)相，1.6kbps數(shù)據(jù)傳輸率。使用這種相對透明的擴頻芯片進行無線通信系統(tǒng)設(shè)計降低了成本，且配合其外圍濾波、放大電路使系統(tǒng)簡單可靠。
1 總體設(shè)計方案
　　根據(jù)系統(tǒng)要求，單片機實現(xiàn)對SC1128的初始化，包括鎖相環(huán)的頻率裝載、信道切換、收發(fā)切換以及信號檢測等功能。為利于擴展和重新設(shè)置各個信道頻點以及調(diào)試方便，采用可在線編程(ISP)的AT89S52，另外24C02串行E²PROM進行頻點數(shù)據(jù)保存。用來刷新頻點并存儲當(dāng)前信道數(shù)，其中SC1128、鎖相環(huán)集成芯片LMX2315和24C02的設(shè)置是通過單片機I/O口采用模擬I²C總線實現(xiàn)。對收發(fā)射頻芯片RF2945以及SC1128進行收發(fā)控制，信號檢測是通過I/O或者中斷口直接操作。整個系統(tǒng)框圖如圖1。

2 硬件構(gòu)成
　　整個系統(tǒng)分為三大部分：控制電路、基帶擴頻電路以及射頻收發(fā)電路。其中控制部分以AT89S52為核心，主要在軟件編程上?；鶐U頻部分以SC1128為核心包括外圍濾波和放大電路。射頻部分以收發(fā)芯片和鎖相環(huán)芯片為核心，包括混頻、中放、濾波、解調(diào)以及功率放大等。本文主要介紹SC1128和LMX2315的相應(yīng)設(shè)置。
2.1 SC1128工作狀態(tài)" title="工作狀態(tài)">工作狀態(tài)的設(shè)置
　　MCU對SC1128芯片的設(shè)置是通過CS、SETCLK和LINE三端進行的。其中CS為片選輸入端，SETCLK為設(shè)置時鐘輸入端，LINE為串行數(shù)據(jù)輸入或輸出端(雙向端口)。這里數(shù)據(jù)線和時鐘線均是與LMX2315以及24C02復(fù)用的模擬I²C總線。MCU對SC1128芯片的設(shè)置(讀或?qū)?是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，即每次讀或?qū)懚际怯蓛蓚€字節(jié)(控制字" title="控制字">控制字和數(shù)據(jù)位)完成的，其格式說明如圖2所示。

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　　MCU對電路設(shè)置(讀或?qū)?時要向電路的CS端給出低電平，再向電路發(fā)出同步脈沖SETCLK；在同步脈沖的控制下首先向LINE端串行給出8位控制字，即先由高到低分別給出六位(A5～A0)地址，再給出讀／寫控制位(第七位)和空操作位(第八位)；然后再給出8位數(shù)據(jù)。實行讀操作時發(fā)出指令0XF4，實行寫操作時發(fā)出指令0XF6。
　　特別要注意的是LINE端為雙向端口，當(dāng)MCU給出的8位控制字中的第七位(讀／寫控制位)為0(讀操作)時，電路將在SETCLK的第七個脈沖的下跳沿把LINE端由輸入狀態(tài)變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)，因此MCU在對電路進行讀操作時一定要在SETCLK的第七個脈沖的下跳沿之前將MCU端的輸出(與電路LINE相對應(yīng)的端子)狀態(tài)改為輸入狀態(tài)。
　　工作狀態(tài)寄存器" title="狀態(tài)寄存器">狀態(tài)寄存器(地址：111101)的每一位分別控制著電路不同的工作狀態(tài)，具體格式如圖3所示。對工作狀態(tài)寄存器的設(shè)置可以得到多種工作狀態(tài)，例如通信速率快慢和捕獲門限的大小。工作狀態(tài)寄存器的S1和S0控制通信速率快慢，由這兩位可以選擇三種通信速率值。
2.2 SC1128外圍濾波器設(shè)計
　　由于系統(tǒng)的主晶振為12.8MHz，所以SC1128工作頻率為6.4MHz，載頻Fc=200kHz。由于擴頻碼長L固定為63位，波周數(shù)C采用雙波周，所以數(shù)據(jù)波特率為B=200k/(C×L)=1.6kbps,載波帶寬Bw=Fc×2×0.8/C=160kHz(采用余弦)，所以要求帶通濾波器中心頻率為200kHz，帶寬為160kHz。可以設(shè)計相應(yīng)的低通模擬濾波器原型再變換到帶通?？紤]到與RF2945以及前后級的阻抗匹配，設(shè)計時按照負(fù)載為300Ω,電路和響應(yīng)曲線如圖4、圖5所示。

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2.3 鎖相環(huán)LMX2315的設(shè)置
　　鎖相技術(shù)是實現(xiàn)相位自動控制、專門研究系統(tǒng)相位關(guān)系的技術(shù)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用在無線通信中。鎖相環(huán)實際上是一個相差自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由三個基本部件組成：鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器。如圖6所示，基準(zhǔn)振蕩器經(jīng)過14位R計數(shù)器所設(shè)定的值分頻后與待鎖定相位進行比較，假定工作頻點為fvco，那么可以根據(jù)fvco=(P×B+A)×fosc/R進行相應(yīng)的頻點設(shè)置R計數(shù)器和N計數(shù)器，其中N計數(shù)器的高11位是B，低7位是A。P為預(yù)分頻模式，對于LMX2315可以選擇64或128。一般對鎖定頻率較高時用128較低時用64，以保證B不能小于A的條件。假定某信道載波為480MHz，則有480MHz=(P×B+A)×fosc/R，取基準(zhǔn)振蕩器為12.8MHz，P=64。取鑒相頻率為50kHz，則R=12.8MHz/50kHz=256，得到B=96H，A=0。對其寄存器進行設(shè)置時，首先使片選信號為低，時鐘線和數(shù)據(jù)線是模擬的I²C總線，MCU對其設(shè)置時的時序圖如7所示。

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3 軟件流程
　　整個系統(tǒng)由單片機控制，在正常接收和發(fā)射時使單片機處在空閑模式以節(jié)能。系統(tǒng)軟件流程圖如圖8所示。