【正文】 00 與一個(gè)微控制器和少數(shù)幾個(gè)外接元件便可組成一個(gè)完整的RF 收發(fā)系統(tǒng)。CC1000 的靈敏度為 109dBm，可編程輸出功率為 20dBm ～ 10dBm，采用FSK 調(diào)制時(shí)，其數(shù)據(jù)速率可達(dá)19. 212kBaud。CC1000 采用2. 7 ～ 3. 3V 的低電源工作。在接收模式中，CC1000 通常被配置成超外差式接收機(jī)。其RF 輸入信號由低噪聲放大器放大后由混頻器變換成中頻（IF）信號。在中頻級，這個(gè)被變換的信號在送入解調(diào)器之前被放大和濾波。然后經(jīng)過解調(diào)器處理后，在DIO 端輸出解調(diào)后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在發(fā)射模式中，壓控振蕩器（VCO）的輸出信號將直接送入功率放大器，而RF 輸出則是被饋送到DIO 端的數(shù)字比特流頻移鍵控信號。CC1000 內(nèi)部的發(fā)/ 收(T / R) 開關(guān)電路則很容易與天線進(jìn)行接口和匹配。頻率同步器產(chǎn)生的本振信號在接收模式時(shí)被送到混頻器(MIXER) , 在發(fā)射模式時(shí)饋送到功率放大器。頻率同步器由晶體振蕩器、相位檢波器、充電泵、VCO 和分頻器組成。外接晶體必須連接到XOSC 端。對于VCO 來說，通常需要外接一個(gè)電感L3。CC1000 芯片的工作狀態(tài)設(shè)置由芯片內(nèi)的控制器完成，控制命令和參數(shù)設(shè)置可通過PCLK、PDATA、PALE 3 線數(shù)字串行接口輸入。圖3—6所示為CC1000與從機(jī)的接口電路：C7C10C9C8C2 C3 C4C1 C5C11C6C13C12L2R0L1L3LC/SAW1 2XTAL3VAVDD1AGND2RFIN3RFOUT4AVDD5AGND6AGND7AGND8AVDD9L110L211CHPOUT12RBIAS13AGND14 AVDD 15AGND 16XOSCQ1 17XOSCQ1 18AGND 19DGND 20DVDD 21DGND 22DIO 23DCLK 24PCLK 25PDATA 26PALE 27RSII/IF 28CC1000N5 IOA0IOA11IOA12IOA13IOA14IOA15 圖3—8CC1000 的主要參數(shù)可由一個(gè)串行接口編程設(shè)定，使用非常方便并且具有靈活性。微控制器可以通過 CC1000 的串行接口進(jìn)行設(shè)置，通過 CC1000 的 DIO 口完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。微控制器使用三個(gè)輸出引腳用于接口（PDATA、PCLK 、PALE ） ，與 PDATA 相連的引腳必須是雙向引腳，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。提供數(shù)據(jù)時(shí)鐘的 DCLK 應(yīng)與微控制器輸入端相連，其余引腳用來監(jiān)視 22LOCK 信號（在引腳 CHP_ OUT） 。 當(dāng) PLL 鎖定時(shí)，該信號為邏輯高電平。 設(shè)計(jì)中，SPCE0601A 的 IOA0 口接 CC1000 的 RSI/IF 信號引腳；SPCE0601A的雙向 IOA0 端口 IOA15 、IOA1IOA1IOA1IOA１１分別接 CC1000 的編程數(shù)據(jù)輸入輸出 PDATA 口，編程時(shí)鐘接口 PCLK，編程地址鎖存接口 PALE，數(shù)據(jù)時(shí)鐘接口 DCLK。 完成CC1000 的一個(gè)完整的設(shè)置需要發(fā)送 29個(gè)16 位一幀的數(shù)據(jù)。對于每一個(gè)寫周期, 每幀16 位數(shù)據(jù)都被發(fā)送在 PDATA線上, 第一個(gè)字節(jié)為地址和讀/ 寫控制( 0～6 是地址位, 一個(gè)讀/ 寫位) , 第二個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)送地址時(shí), PALE 有效。PDATA 上的位數(shù)據(jù)是在 PCLK的下降沿被裝入的, 當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)裝入CC1000 芯片內(nèi)的控制器后,則可由控制器來完成對CC1000 的工作狀態(tài)的設(shè)置。通常情況下, 通過一個(gè)10MHz 的時(shí)鐘速率完成一個(gè)完整的工作狀態(tài)設(shè)置所需時(shí)間不高于60μs。 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)對變壓器的有效保護(hù)，以及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)要具有完善的保護(hù)功能。通常對電機(jī)進(jìn)行的保護(hù)有過流保護(hù)、過載保護(hù)、缺相保護(hù)等。本設(shè)計(jì)中的風(fēng)機(jī)為 的小型電動(dòng)機(jī)，為使其正常工作，對其進(jìn)行過壓、過載、缺相保護(hù)。設(shè)計(jì)中設(shè)置了過壓、過載、缺相檢測電路，以便主機(jī)能實(shí)時(shí)檢測到風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，并對其進(jìn)行相應(yīng)的控制。三相異步電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)法采用了一般保護(hù)和電子電器綜合保護(hù)方式。一般用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)。調(diào)整過載保護(hù)繼電器的RP1 動(dòng)作值，完成過載保護(hù)。用斷相保護(hù)繼電器獲取斷相信號，據(jù)輸出電壓變化構(gòu)成斷相保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。單片機(jī)輸出信號，接觸器切斷主電路，完成電機(jī)保護(hù)。本設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的過壓、過載、缺相信號都要經(jīng)過各自的檢測電路檢測故障信號，將故障信號經(jīng)過處理后送入單片機(jī)。強(qiáng)電信號和弱電信號必須隔離，本設(shè)計(jì)應(yīng)用光電隔離技術(shù)。光——電隔離：由于光信號的傳送不受電場，磁場的干擾，可以有效地隔離信號，在開關(guān)量輸出通道的隔離中，最常用的是光——電隔離。光電隔離器的原理：當(dāng)發(fā)光二極管中通過一定值的電流時(shí)，發(fā)出一定的光，被光敏三極管接受，使其導(dǎo)通，而當(dāng)該電流撤去的時(shí)候，發(fā)光二極管熄滅。 用光電隔離器實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的輸出隔離時(shí)，被隔離的通道兩側(cè)必須單獨(dú)使用各自的電源，即用于驅(qū)動(dòng)的發(fā)光管的電源與驅(qū)動(dòng)光敏管電源不應(yīng)是共地的電源。對于隔離后的輸出通道，必須單獨(dú)供電，如果使用同一電源，外部干擾信號可能通過電源串到系統(tǒng)中來，這樣就失去了隔離的意義。 23 過壓檢測與保護(hù)電氣或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過正常要求的電壓。在電力系統(tǒng)中，按過電壓產(chǎn)生的原因不同，可分為內(nèi)部過電壓和雷電過電壓。 內(nèi)部過電壓由于電力系統(tǒng)本身的開關(guān)操作、發(fā)生故障或其它原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁能振蕩而引起的過電壓。內(nèi)部過電壓又分操作過電壓和諧振過電壓等形式。操作過電壓是由于系統(tǒng)中的開關(guān)操作、負(fù)荷驟變或由于故障而出現(xiàn)斷續(xù)性電弧而引起的過電壓。諧振過電壓是由于電路參數(shù)（R、L、C）在不利組合時(shí)發(fā)生諧振而引起的過電壓，包括電力變壓器鐵心飽和而引起的鐵磁諧振過電壓。 ，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，內(nèi)部過電壓一般不會(huì)超過系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)相對地（即單相）額定的 3—4 倍，因此對電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。本設(shè)計(jì)中的過壓保護(hù)要用到電壓比較器、電壓互感器、施密特觸發(fā)器等。因而對它們的結(jié)構(gòu)與功能做簡單介紹。電壓比較電路：電壓比較電路在測量、控制、以及波形發(fā)生等許多方面有著廣泛的應(yīng)用。有簡單的電壓比較電路、滯回比較電路和窗口比較電路，在實(shí)際應(yīng)用中，對這些比較電路的要求是：鑒別要準(zhǔn)確、反應(yīng)要靈敏、狀態(tài)反轉(zhuǎn)快、抗干擾能力強(qiáng)，還應(yīng)有一定的保護(hù)措施，以防止過電壓或過電流造成器件的損壞。電壓比較電路的功能是比較兩個(gè)電壓（一個(gè)輸入信號 Ui 和一個(gè)參考電壓 Ur）的 大小，并用輸出的高、低電平表示比較結(jié)果。在簡單比較電路中，使運(yùn)放輸出電壓發(fā)生跳變的輸入電壓值叫做“閾值電壓” ，分析比較電路，就是要根據(jù)臨界條件 U=U+，求出閾值。簡單比較電路也可以采用同相輸入法，即把輸入電壓接到運(yùn)放的同相輸入端。在實(shí)際的比較電路中，為了防止輸入電壓過大，損壞運(yùn)放輸入級的晶體管，常在運(yùn)放輸入端接入兩個(gè)反向連接的二極管，以雙向限制輸入的電壓，另外，要想使輸出電壓的幅值受到限制，使其等于我們需要的值，可以在比較電路的輸出加上限幅電路。這時(shí)，輸出電壓的幅值等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。23 623 6 LM339OP07+5+5+5R29R30VgVo圖 3—9 電壓比較電路該電路由基準(zhǔn)電壓電路（OP07）和電壓比較器（LM339）構(gòu)成，OP07 放大器接成電壓跟隨型，給電壓比較器 LM339 提供參考基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓的大小由可調(diào) 24電阻 R20 調(diào)整，電壓比較電路的功能是將采樣電壓 Vg 與參考基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，若采樣電壓 Vg 大于設(shè)定的閾值電壓，則比較電路反轉(zhuǎn)，輸出高電平。該信號經(jīng)施密特觸發(fā)器整定后輸出相反的信號。再經(jīng)過光電隔離后送給主機(jī)過壓檢測信號輸入端。設(shè)閾值電壓為 4V，取 R21 為 10KΩ，則有 10*5/（10+R2）=4V得 R20=所以 R20 的阻值取為 10KΩ。OP07 超低失調(diào)運(yùn)算放大器在精密電子儀器、儀表和信號處理方面有著廣泛的應(yīng)用，它可穩(wěn)定積分，作為閾值電壓檢測，微弱信號的精確放大等。設(shè)計(jì)中用來提供閾值電壓。LM339 四電壓比較器一般用于電平檢測、低電平比較讀出等電路中，該 IC 兼容TTL 和 CMOS 電平，故用途較為廣泛。最大工作電壓為 36V。電壓互感器：1）電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一次繞組匝數(shù)很多，而二次繞組匝數(shù)很少，相當(dāng)于電壓互感器。工作時(shí)，一次繞組并聯(lián)在電路中，而二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。由于這些電壓線圈的阻抗很大，所以電壓互感器二次繞組接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為 100V。2）電壓互感器的接線 （1）一個(gè)單相電壓互感器的接線（2）兩個(gè)電壓互感器 V/V 接線（3）三個(gè)單相電壓互感器 Y0/Y0 接線（4）三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五心柱三繞組電壓互感器Y0/Y0/▽（開口三角形） 。3）電壓互感器的使用注意事項(xiàng) ：（1）電壓互感器在工作時(shí)二次側(cè)不得短路；（2）電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地；（3）電壓互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性。 4）電壓互感器的選用：（1）額定電壓。 電壓互感器一次額定電壓應(yīng)大于接入的被測電壓的 倍，小于接入的被測電壓的 倍。繞組 二次繞組 接零序電壓濾過器的三次繞組（輔助二次繞組） 25高壓側(cè)接法 接入一次線電壓接入一次相電壓在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)在中性點(diǎn)與地絕緣或經(jīng)消弧繞組接地系統(tǒng)二次電壓（V）100 100/√3 100 100/3電壓互感器二次側(cè)電壓的選擇（2）按準(zhǔn)確度等級選用。測量用電壓互感器，一般應(yīng)選用比所配儀表高 1—2個(gè)準(zhǔn)確級的電壓互感器。例如， 級或 級儀表可選用 級或 級的電壓互感器。用于功率或電能計(jì)量的電壓互感器，則應(yīng)不低于 級。 一般繼電保護(hù)用的電壓互感器選用 級。 由于系統(tǒng)的工作電源為 220V/50HZ 的工頻交流電，為了保證電壓互感器在滿足系統(tǒng)的要求下能安全工作，故本設(shè)計(jì)中電壓互感器的選型為：JDG—。其額定電壓為 。施密特觸發(fā)器： 施密特觸發(fā)器是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路。它在性能上有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：第一，輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。第二，在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變锝很陡。利用這兩個(gè)特點(diǎn)不僅能將邊沿變化緩慢的信號波形整定為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效的清除。施密特觸發(fā)器的應(yīng)用：1）用于波形變換，即利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。2）用于脈沖整形，即將發(fā)生畸變的矩形脈沖通過施密特觸發(fā)器整形而得到比較理想的矩形脈沖波形。3）用于脈沖鑒幅，即將一系列幅度各異的脈沖信號加到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，只有那些幅度大于 VT+的脈沖才會(huì)在輸出端產(chǎn)生輸出信號。因此，施密特觸發(fā)器能將幅度大于 VT+的脈沖選出，具有脈沖鑒幅的能力。1B圖 3—10 施密特觸發(fā)器的圖形符號本設(shè)計(jì)中風(fēng)機(jī)的過壓檢測與保護(hù)：在電源進(jìn)線端電壓互感器采集與變換電壓，將采集到的電壓信號再經(jīng)過單相整流橋及濾波后送入電壓比較器，與設(shè)定的閾值電壓（即基準(zhǔn)電壓）進(jìn)行比較，若采集的電壓值小于閾值電壓，則電壓比較電路輸出低電平，后面的電路不動(dòng)作，檢測電路輸出高點(diǎn)平信號；若采集的電壓值超過設(shè)定的閾值電壓時(shí)，比較電路反轉(zhuǎn)，輸出高電平，送入單片機(jī)過壓檢測信號輸入端；當(dāng) 26單片機(jī)檢測到過壓信號后，輸出一控制信號，控制電機(jī)的繼電器斷開，使風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)脫離。但比較電路輸出的邏輯信號的脈沖波形不是邊沿很陡的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖，所以要加施密特觸發(fā)器，用于整定脈沖波形。整流時(shí)用到了整流二極管：其利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動(dòng)直流電。過壓檢測電路如圖 3—11 所示：C35R19+5 +5 +5PT1PT2PT3L1 L2 L3GY1R20R21GY2GY3LM339623C36R22+5 +5 +5R23R24LM339623C37R25+5 +5R26R27623LM339623OP07623OP07623OP07 741317413174131+5圖 3—11 過壓檢測與保護(hù)電路電壓互感器 PTPTPT3 分別采集三相電壓信號，將采集到的的電壓信號經(jīng)過整流橋全波整流，并濾波后，送入比較器 LM339 的同相輸入端，與 OP—07 提供的閾值電壓進(jìn)行