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          基于A(yíng)Tmega8的無(wú)線(xiàn)智能跳頻數(shù)碼擴(kuò)音系統(tǒng)

          作者: 時(shí)間:2012-08-27 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1.1 主控MCU模塊
          MCU選用AVR系列的,其是增強(qiáng)AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間,的數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)1 MIPS/MHz,16 MHz時(shí)性能達(dá)16 MIPS,因此可緩減在功耗和處理速度之間的矛盾。工作電壓2.7~5.5 V,內(nèi)部集成8路10位ADC、SPI串行接口、16位帶PWM調(diào)制輸出的定時(shí)器、512 Byte的EEPROM。其內(nèi)部資源能滿(mǎn)足發(fā)射端和接收端MCU的要求。
          1.2 RF模塊
          nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件,工作于2.4~2.5 cHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù),其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置??蛇M(jìn)行地址及CRC檢驗(yàn)功能。nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率發(fā)射時(shí),工作電流9 mA;接收時(shí),工作電流12.3 mA,多種低功率工作模式使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。收發(fā)雙方傳輸信號(hào)的載波按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化,以避開(kāi)干擾、完成傳輸。總之,跳頻技術(shù)FHSS不是抑制干擾而是容忍干擾。由于載波頻率是跳變,具有抗高頻及部分帶寬干擾的能力,當(dāng)跳變的頻率數(shù)目足夠多和跳頻帶寬足夠?qū)挄r(shí),其抗干擾能力較強(qiáng)。利用載波頻率的快速跳變,具有頻率分集的作用,從而使具有抗多徑衰落的能力。利用跳頻圖案的正交性可構(gòu)成跳頻碼分多址,共享頻譜資源,并具有承受過(guò)載的能力。
          1.3 音頻放大
          如圖2所示,該電路U5A、R8、C17、R7、R14、R9、R16、R13負(fù)責(zé)麥克風(fēng)輸入信號(hào)的放大,放大倍數(shù)為10倍。其中R8給麥克風(fēng)提供直流偏置,經(jīng)過(guò)C17耦合至運(yùn)放U5A。R7、R14、R9用于給運(yùn)放提供一個(gè)虛擬地。如果有3.5 mm的音頻信號(hào)接頭插入J5時(shí),后續(xù)電路會(huì)斷開(kāi)和前級(jí)放大的連接,從而實(shí)現(xiàn)MIC聲音和外部音頻輸入的切換。U5B、R11、R15、R17、R19、C21負(fù)責(zé)輸入MIC和外部音頻信號(hào)的放大,放大倍數(shù)為5倍,原理與前級(jí)放大相似。運(yùn)放選用LMV358,LMV358是一款Rail to Rail雙運(yùn)放,工作電壓在2.7~5 V,增益帶寬乘積為1 MHz,工作電流140μA,適合電池供電。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/154068.htm

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          1.4 電源穩(wěn)壓
          LDO選用PAM3101,為正向線(xiàn)性穩(wěn)壓器系列,其特色是低靜態(tài)電流和低壓降,是電池供電應(yīng)用的理想選擇。小體積SOT--23和SOT-89封裝對(duì)于便攜式和發(fā)射設(shè)備具有吸引力。熱關(guān)閉和電流限制可防止器件在極端的工作環(huán)境下失效。

          2 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)
          2.1 發(fā)射端系統(tǒng)接口
          如圖3所示,通過(guò)SPI與NRF24L01連接。在對(duì)NRF24L01初始化之前,必須對(duì)IO口進(jìn)行初始化,方向寄存器DDR設(shè)置如圖上的箭頭所示。ATmega8工作頻率為16 MHz,故通過(guò)設(shè)置SPCR、SPSR寄存器讓SPI工作于時(shí)鐘加倍模式,可使SPI時(shí)鐘頻率達(dá)8 MHz。內(nèi)部A/D工作時(shí)鐘通過(guò)64分頻后為250 kHz;單次轉(zhuǎn)換周期為52μs;在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下,采樣頻率約為20 kHz、8 bit精度。每次完成轉(zhuǎn)換后將觸發(fā)ADC中斷。電源部分作為電路的重要組成部分,其性能好壞直接影響輸出音質(zhì)。由于發(fā)射端RF模塊工作于發(fā)射狀態(tài)時(shí)瞬間電流較大,如果模擬器件和RF模塊使用同一LDO,則輸出音頻會(huì)受到嚴(yán)重干擾,故模擬器件和數(shù)字器件各自使用獨(dú)立LDO,力求將影響減到最小。

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