射頻晶元RF401和用其構成的高可靠遙控電路

admin @ 2014-03-17 , reply:0

RF401是挪威Nordic公司最新推出的數傳頻段433MHz單片無線收發一體晶元,該晶元集成了高頻發射、高頻接收、PLL合成、FSK 調製、FSK解調、多頻道切換等功能,具有性能優異、功耗低、使用方便等特點,nRF401 的外圍元件很少,只包括一個基準晶振和幾個無源器件,沒有調試部件,這給研製及生產帶來了極大的方便。
表1是NRF401電氣性能參數

Paremeters Value Unit
工作頻道 433.92/434.33 MHz
調製方式 FSK  
Ƶƫ 15 KHz
謝頻輸出功率 0.4k,3v 10 dBm
接收靈敏度   0.4k,BR=20 kbit/s BER<10 -105 dBm
最大傳送數碼率 20  K bit/s
適用電壓範圍 2.7~5.25 V
接收狀態功耗 250 uA
發射狀態功耗 -10 dBM  8 mA
等待狀態功耗 8 8uA


表2是NRF401引腳功能表

Pin Name Pin function Description
1 XC1 輸入 參考振蕩器輸入端
2 VDD 電源 電源埠 (+3-5V DC)
3 VSS 地 (0V)
4 FILT1 輸入 濾波器接入埠
5 VCO1 輸入 壓控振蕩電感埠
6 VCO2 輸入 壓控振蕩電感埠
7 VSS 地 (0V)
8 VDD 電源 電源埠 (+3-5V DC)
9 DIN 輸入 發射數據輸入
10 DOUT 輸出 接收數據輸出
11 RF_PWR 輸入 射頻功率設置
12 CS 輸入 通道選擇
CS="0"=>433.92MHz(Channel#1)
CS="1"=>434.33MHz(Channel#2)
13 VDD 電源 電源埠 (+3-5V DC)
14 VSS 地 (0V)
15 ANT2 輸入/輸出 天線介面
16 ANT1 輸入/輸出 天線介面
17 VSS 地 (0V)
18 PWR_UP 輸入 電源 開/關
PWR_UP="1" =>Power up (Operating mode)
PWR_UP="0" =>Power down (Standby mode)
19 TXEN 輸入 工作模式
TXEN = "1" => Transmit mode
TXEN = "0" => Receive mode
20 XC2 輸出 參考振蕩器輸出端



 


圖2是用NRF401構成的高可靠無線遙控電路。

該電路即是發射電路也是接收電路.採用單片機IC2.PIC16C57控制NRF401的收髮狀態,同時單片機還同時完成編解碼等工作。在發信狀態時IC2接收到按鍵按下的低電平信號,從腳送出高平使NRF401進入發射狀態.同時隨機選通不同的晶體並在CS的配合下使發射頻率在4.44..6種之間跳變.在每個頻點DIN傳送兩頻相同的數據信息.燃后跳到下一頻點.其傳送時序如下圖.



無按鍵按下時為接收狀態,此時IC2 腳送出低電平使NRF401進入接收狀態.同時按順序選通各個的晶體並在CS的配合下使接收頻點在4.44..從低至高順序變化.每個接收頻點工作時間為發射頻點工作時間的7倍.以保證在每個接收頻點的工作時間內能接收到一次完整的發射信息.接收工作時序如下圖.

接收到的信息經IC2處理解碼后從相應的按鍵口送出.由於接收狀態的每一頻點的工作時間是發射的7倍.因此當幾個發射跳頻圖普不同的發射同進工作時.接收能分時接收每個發射的信息作出相應輸出.在具有多個遙控器的遙控系統中保證了在兩個以上遙控器同時使用時,每一個遙控器的控制信息都能得到執行.克服單一工作頻率的遙控系統中不能兩個遙控器同時使用的問題.同時多頻點工作方式也大大加強了系統的抗干擾能力.在要求可靠性非常高的遙控系統中遙控器能通過接收器反送回的息了解操作是否得到執行.
電路中EEPROM用於存放發射頻率跳變的順序和編碼數據.



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