【文章內容簡介】 GND419TEST_A23FILT_Q20FILT_Q21GND422CE24S L E25S D A T A26S RE A D27S CL K28GND229A D CI N30CR E G 231VDD232S W D33T X RX _ D A T A34T X RX _ CL K35CL K O U T36MUX37OSC238OSC139VDD340CREG341CPOUT42VDD43L244GND45L146GND147CVCO48A D F 70 2 1U4A D F 70 2 1T E S TA N T 圖 31 ADF7021 應用射頻電路 其中 ADF7021的電源采用 ADI 公司給出參考電壓，電源電路由 LM117 產生 供， C4， C5， C6， C29， C31， C32， C33， C40 為去耦合電容。 天線部分參考電路采用的是鞭型天線，所占空間較大?，F(xiàn)在無線通信領域常采用的天線是倒 F 型天線。倒 F 天線結構緊密，帶寬適中，不容易損壞，而且和鞭型天 線比起來功率吸收更小。因此本設計采用倒 F 天線。 由于在高頻電路中，負載阻抗跟傳輸線的特征阻抗應該相等，這就是傳輸線的阻抗匹配。如果輸入阻抗與輸出阻抗的失配將導致高頻信號的反射，能量傳遞不過去，降低效率；會在傳輸線上形成駐波（簡單的理解，就是有些地方信號強，有些地方信號弱），導致傳輸線的有效功率容量降低；功率發(fā)射不出去，甚至會損壞發(fā)射設備。如果是電路板上的高速信號線與負載阻抗不匹配時，會產生震蕩，輻射干擾等。本模塊設計匹配網(wǎng)絡由 L4,L5,L6,L7,L8,C30,C34,C35,C36,C37,C38,C39 和 C41 構成，采用圖中的相應參數(shù)，使得輸入阻抗與輸出阻抗的匹配。 出于成本的考慮采用負載電容 CL=12pF,等效串聯(lián)電阻 ESR40? 的晶振，最好可以使用負載電容 9 CL=16pF 的晶振，因此采用并聯(lián)兩個串接的 33pF 電容 C26， C22 即可。 單片機控制部分的設計 GND1R E S E T2V C C 4MR 3U6I M P 8 1 1 MC 4 71 0 4R 2 21 0 KS5R E S E TN R E S E T 圖 33 單片機復位電路 在給單片機的復位信號，選用 IMP811M微處理器監(jiān)控電路減少系統(tǒng)中為控制電壓供給和電池功能所需要組件的復雜性和數(shù)目。這些設備和獨立的 IC或離散組件相比可顯著增強系統(tǒng)的可靠性和準確性。IMP811M用一個有效高電平來代替 看門狗定時器 .當供給電壓低于 ， IMP811M產生一個復位脈沖，復位脈寬 200ms。 R 1 21 0KR 1 11 0KR 1 01 0KR91 0KC 1 51 04T C KT D OT M ST D IV CCV CCV CCT CK1GND2T D O3V T r ef4T MS5n S RST6V s u p p ly7n T RS T8T D I9GND10U3J T A G 1 0 圖 34 單片機 JATG 燒寫電路 ATmega16L單片機可通過控制 4 個 JTAG專用引腳 :TCK、 TMS、 TDI 及 TDOJTAG 接口進行編程。單片機的 Reset 引腳及時鐘引腳不用控制。首先，使用 JTAG 接口編程 JTAGEN熔絲位。芯片出廠時這個熔絲位缺省為編程狀態(tài)。其次， MCUCSR 寄存器的 JTD 位必須清零。如果 JTD已被置 1，則可以將單片機的外部 Reset 引腳強制拉低。經(jīng)過兩個時鐘周期之后 JTD位就清 零了。 JTAG 引腳即可用于編程功能。要求外接電路中各個引腳需各接一個上拉電阻，以下是各個引腳的功能： ? TMS: 測試模式選擇。此引腳用來實現(xiàn) TAP 控制器各個狀態(tài)之間的切換； ? TCK: 測試時鐘。 JTAG 操作是與 TCK 同步的； ? TDI: 測試數(shù)據(jù)輸入 需要移位到指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器 (掃描鏈 )的串行輸入數(shù)據(jù)； ? TDO: 測試數(shù)據(jù)輸出 自指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器串行移出的數(shù)據(jù)。 10 Y17 .3 7 28 M H ZC 2 62 2p fC 2 72 2p fV CCV CCV CCV CCTCKT D OTMST D IC 1 21 04M C U R X DM C U T X DR S 48 5 _ D EC71 04C 1 71 04C 1 41 04L31 0u HADFCLKADFCEADFSLEA D F T X R X C L KADFREADADFDATAA D F T X R X D A T AADFSWDADFMUXA D F C L K O U TP B5 / MO SI1P B6 / MI S O2P B7 / SCK3V CC5GND6X T A L 27X T A L 18P D 0 / RX D9P D 1 / T X D10P D 2 / I N T 011ADC3/PA334ADC2/PA235ADC1/PA136ADC0/PA037VCC38GND39PB0/XCK/T040PB1/T141PB2/AIN0/INT242PB3/AIN1/OC043PB4/SS44P C4 / T D O23P C5 / T D I24P C6 / T O SC125P C7 / T O SC226A V CC27GND28A RE F29A D C7 / P A 730A D C6 / P A 631A D C5 / P A 532PD3/INT112PD4/OC1B13PD5/OC1A14PD6/ICP115PD7/OC216VCC17GND18PC0/SCL19PC1/SDA20PC2/TCK21PC3/TMS22A D C4 / P A 433RE SE T4U2A T M E G A 1 6 LN R E S E TD1 R E DR 1 35 10 o h mD4 G R E E NR 2 45 10 o h mD3 Y e l l o wR 2 35 10 o h mV C CTxRXTXRX 圖 34 單片機控制電路 LM117 提供 ATmega16L 的工作電源， IMP811M 給 ATmega16L 提供復位信號， C C1 C1C1 L3用于單片機系統(tǒng)的去耦抗干擾， C2 C27 和 的 Y1晶振提供單片機的時鐘信號電路，同時其中的 I/O 口提供單片機與射頻部分的 SPI 接口、與計算機的串行 USART 接口， 3 個發(fā)光二極管是為了指示工作狀態(tài)。通過程序設置，可使系統(tǒng)不同的狀態(tài)，黃燈指示發(fā)送，綠燈指示接收，紅燈只是系統(tǒng)電源正常工作，以便于調試之用。 單片機與 ADF7021 的接口設計 SPI 接口介紹 SPI(Serial Peripheral Interface，串行外設接口 )接口是一種同步串行外接口，它可以使 MCU和各種外圍設備進行通信以交換信息。外圍設備包括 Flash,網(wǎng)絡控制器， LCD顯示驅動器， A/D 轉換器和 MCU等。其特點包括： [9] ? 全雙工，三線同步數(shù)據(jù)傳輸 ? 主從模式 ? LSB 首先發(fā)送或 MSB 首先發(fā)送 ? 7 種可編程的比特率 ? 傳輸結束中斷標志 ? 寫碰撞標志檢測 ? 可以從閑置模式喚醒 ? 作為主機時具有倍速模式 (CK/2) 圖 36 說明了一個典型的 SPI主從式總線結構。它使用 3 根線連接了所有的設備。主設備通過并行的 4 個管腳來控制各個從設備的 SS 管腳來選擇從設備。 11 SSSCKMISOMOSI從 機 4SSSCKMISOMOSI從 機 3SSSCKMISOMOSI從 機 2SSSCKMISOMOSI從 機 1M O S IM I S OS C KS S0123端口V D D 圖 36 典型 SPI 主從式總線 MOSI(Master Output Slave Input)： 這個 l bit 的信號直接連接主設備和從設備。信號通過 MOSI線從主設備串行傳輸?shù)綇脑O備。因此，對主設備而言， MOSI 是信號輸出端口，對從設備而言，則是信號輸入端口。在這條線上，一個 Byte的信號通過高位 (MSB)到低位 (LSB)的傳輸。 MISO(Master Input Slave Output)： 通過這個 l bit 的信號線，信號由從設備傳輸?shù)街髟O備，因此它是主設備的信號輸入端口，從設備的信號輸出端 口。信號同樣是從 MSB 到 LSB 的傳輸。 SCK(SPI Serial Clock)： 這個信號來同步所有設備的進出 MOSI 和 MISO的數(shù)據(jù)。 它通過主設備的 8個時鐘周期來驅動，允許交換串行線上的 1 Byte 的信號。 SS(Slave Select )： 通過使某個從設備的 SS管腳保持低電平來選擇該從設備。顯然只有主設備 (它的 SS 管腳保持高電平 )才能驅動這個系統(tǒng)備，如圖 33。通過阻止 MISO 線上的沖突，備。在設置主設備時， SS 管腳可以和 SPI。主設備通過軟件，利用端口來選擇從設備來保證主設備每次傳輸只選擇一 個從設備的狀態(tài)寄存器 SPSTA中的 MODE 一起工作來阻止多個主設備一起驅動 MOSI 和 SCK。 操作模式 SPI 接口可以設置成主模式或者從模式中的一種。它的設置和初始化可以通過設置 SPCR 寄存器來實現(xiàn)。一旦 SPCR設置好后，數(shù)據(jù)交換可以通過 3個寄存器 SPCR， SPSR， SPDR 來實現(xiàn)。在 SPI 傳輸過程中，數(shù)據(jù)是以全雙工的方式同時串行傳輸和串行接收的，它靠同一個時鐘進行同步。 1 )主模式 當 MCU 的 SPCR 寄存器中的 MSTR位被設置后，該 MCU即成為 SPI 的主設備。只有一個主設備可以初始化傳送，它通過程序寫入 SPDR 寄存器。如果移位寄存器為空，那么 S PDAT 中的這個字節(jié)立即寫入移位寄存器中。在 SCK 的控制下，這個字節(jié)開始移到 MOSI 上。同時，從設備的數(shù)據(jù)進入主設備的 MISO 腳上。當 SPSR寄存器中的傳輸中止標志 SPIF 被設置后，整個傳輸結束。同時， MISO 腳接收到的從設備的數(shù)據(jù)被傳到 SPDR 上。程序通過讀取 SPSR 清除 SPIF，然后讀取 SPDR。 [9] 2 )從模式 當設備的 SPCR 寄存器中的 MSTR 位被清除后，該設備即成為從設備。在數(shù)據(jù)傳輸前， 從設備的SS 腳必須設為“ 0”。 SS 必須保持低電平直到傳輸結 束。主設備來的數(shù)據(jù)在 SCK 的控制下，進入從設備的移位寄存器。當滿一個字節(jié)后，數(shù)據(jù)立即進入 SPDR，并且 SPIF 被設置。為了防止數(shù)據(jù)溢出，從設備的程序必須在下一個字節(jié)的進入移位寄存器前，讀取 SPDAT 中的數(shù)據(jù)。從設備的 SPI 接口必須在 12 主設備的 SPI接口開始傳輸之前，在一個總線周期里完成對 SPDR的寫操作。如果這個寫操作沒有及時完成，那么 SPI 接口傳輸?shù)氖窍惹耙呀?jīng)在 SPDAT 里的數(shù)據(jù)。從設備的 SCK 頻率最高允許是 Fosc /4。 [9] 波特率的設置 在主模式下，通過