基于MSP430F149的数据转发器设计

单片机无线串行接口电路由MICRF102单片发射器芯片、MICRF007单片接收器芯片组成，工作在300～440MHz ISM频段；具有ASK调制和解调能力，抗干扰能力强，适合工业控制应用；采用PLL频率合成技术，频率稳定性好；可用于单片机之间的串行数据无线传输，也可在单片机之间的串行数据无线传输，也可在单片机数据采集、遥测遥控等系统中应用。

（1）无线发射电路

无线发射电路以MICRF102为

核心，如图4（a）所示。MICRF102是Micrel公司推出的单片UHF ASK发射器，采用SOP（M）-8封装，芯片内包含：由基准振荡器、相位检波器、分频器、带通滤波器、压控振荡器构成的合成器，发射偏置控制，RF功率放大器，天线调谐控制和变容二极管等电路，是一个真正的“数据输入-无线输出”的单片无线发射器件。

UHF合成器产生载频和正交信号输出。输入相位输入（I）用来驱动RF功率放大器。天线调谐正交信号（Q）用来比较天线信号相位。天线调谐控制部分检测天线通道中发射信号的相位和控制变容二极管的电容，以调谐天线，实现天线自动调谐。功率放大器输出受发射偏置控制单元控制。ASK/OOK调制，提供低功耗模式，数据传输速率为20kb/s。

（2）无线接收电路

无线接收电路以MICRF007为核心，如图4（b）所示。MICRF007是Micrel公司推出的单片UHF ASK/OOK（导通关断键控）超外差无线电接收芯片。MICRF007采用SOP（M）-8封装，芯片内电路可分为UHF下变换器、OOK解调器和基准控制三部分。UHF下变换器包含RF放大器、混频器、中频放大器、带通滤波器、峰值检波器、合成器、AGC控制电路；OOK解调器包含低通滤波器、比较器；基准控制电路包含基准振荡器和控制逻辑电路。仅需外接2个电容器CAGC和CTH，1个晶振以及电源去耦电容即可构成1个UHF ASK接收器。所有的RF和IF调谐都在芯片内自动完成，是一个真正“无线输入-数据输出”的单片器件。

    MICRF007是标准的窄RF带宽的超外差接收器，窄带宽接收器对RF干扰信号不敏感。RF中心频率由完全集成的PLL/VCO频率合成器控制，与基准振荡器外接晶振有关。中频带通滤波器的带宽为430kHz，基带解调器的低通滤波器带宽为2.1kHz。接收数字ASK信号，接收器数据传输率为2Kb/s。

2.3 红外通信接口电路

红外通信接口电路实质上是由红外线发射管、传输门组成的光电信号转换电路。电路设计与实际需要的传送距离有关。这种红外通信模块隔离了两台红外设备的电气连接，有较好的抗干扰能力，能真正实现红外线传输。

图5（a）为红外发射电路，主要由或非门、红外发射管和放大三极管各一个组成。MSP430F149单片机的P1.1产生载波信号，通过或非门CD4071对TXD发送数据起载波调制作用，最后通过红外发射管和放大三极管对电表抄表器发送数据信号。

    图5（b）为红外接收电路。主要由NJL41V328组成。NJL41系列是JRC（新日本株式会社）新推出一体化红外线接收器，集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而何种和普通的塑封三极管大小一样。因此，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，是代替接收二极管等红外接收放大器的理想元件。将NJL41V328用于转发器与电表抄表器之间的数据交换，实现了转发器与电平抄表器之间的无线数据通信，图5是红外通信接口电路原理图。

3 串行通信程序设计

数据传输在PC主机与电表抄表器之间进行，PC机通信程序通过VB（VisualBasic,可视化Basic编程语言）的MSComm控件实现的。MSP430F149单片机选用32768Hz振荡频率，波特率为4800b/s，采用串行通信的半双工方式。单片机串行通信程

《基于MSP430F149的数据转发器设计(第2页)》