擴頻通信技術在遙控系統(tǒng)中的應用
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載波遙控器的硬件結構圖如圖3所示?？刂朴布娐返脑O計主要考慮功能的完善性、可擴展性，人機界面的靈活性、可操作性。載波遙控器主要由六部分功能電路組成：單片機、顯示器單元、鍵盤單元、接口單元、電源單元和信號調(diào)制單元。單片機選用美國SST公司的FLASH型SST89E52RD2。它除了具有8051單片機的全部功能之外，又增加了許多實用的資源，可以在線應用編程(IAP),省去編程器，協(xié)議自定的遠程升級，維護安全又方便。具有16K的非易失性存儲空間，掉電后數(shù)據(jù)不丟失，內(nèi)嵌2塊小扇區(qū)的FLASH存儲器，任意一塊可做為數(shù)據(jù)或程序存儲器，并且可以省掉外掛的E2ROM，節(jié)省有限的載波遙控器PCB板空間。內(nèi)置的看門狗定時器，可防止系統(tǒng)的死機。另外，單片機SST89E52RD2還具有5通道的可編程計數(shù)器陣列(PCA),便于以后載波遙控器功能的擴展。選用SST單片機的一個最大好處是：它具有很強的抗干擾能力，在MCS51單片機中，SST的單片機應該說抗干擾能力最好的。信號調(diào)制單元以擴頻通信芯片SC1128為核心，完成各個設置參數(shù)的發(fā)送任務和對方接收成功的反饋信號。單片機將發(fā)送信號通過串口發(fā)給SC1128將信號進一步處理后，發(fā)給信號放大器，再經(jīng)過高頻耦合變壓器傳到電焊機輸出電纜上，安裝在電焊機中的接收部分將此信號取出，濾波放大后給SC1128。SC1128和MCU的接口電路上面已經(jīng)做了介紹，如圖2所示。接收部分的工作原理和發(fā)送處是一樣的，這里不再累述。接口單元中由一個帶通濾波器和對電焊機輸出電壓的整流部分組成。這里介紹一個實用的濾波器，很適合處在電磁干擾很強的電焊機使用。該濾波器為帶通濾波器。其不僅要將帶外雜波濾除，還要保證前后級之間的阻抗匹配，以達到順利傳遞信號的目的。由于主晶振的工作頻率不同，載頻也不同；調(diào)制周波數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸速率不同，帶寬也不同。因此，濾波器的參數(shù)在主晶振頻率不同時也將有所變化的。本文設計的載波遙控器選用10MHz的晶振頻率，數(shù)據(jù)速率是1Kbps、四周波調(diào)制、250KHz載頻，帶寬為100KHz(200~300KHz)。對于載波遙控器的控制信號而言，1Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)足夠。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/158135.htm
硬件電路的設計注重信號的隔離、分立元件的參數(shù)選擇、芯片的驅動能力和整個載波遙控器的可靠性。電源單元做好降壓的同時，保證盡量減少干擾，選用穩(wěn)壓芯片UPC7805，輸入端加上共扼濾波磁環(huán)，為MCU和SC1128提供穩(wěn)定的供電。因為載波遙控器體積較小，應充分考慮散熱問題，在選擇相關的電阻、電容、晶體管時，需慎重分析它們在最大負荷下的功耗參數(shù)。顯示器單元由3位8段共陽數(shù)碼管來完成，和MCU通過74HC573并行傳輸數(shù)據(jù)，采用動態(tài)掃描的方式。按鍵選用歐姆龍公司的B3W-1042系列產(chǎn)品，以保證可靠性。
2.3 軟件系統(tǒng)設計
a．軟件部分圍繞單片機和SC1128的通信來完成，主程序流程圖如圖5所示。
利用MCU實現(xiàn)數(shù)碼管顯示、按鍵操作的輸入都是很簡單、很通用的技術，這里不再介紹。
b．SC1128和MCU的通信：
SC1128和MCU的連接如圖2所示。SC1128發(fā)射或接收數(shù)據(jù)是通過SR（發(fā)射／接收控制端）、TX（發(fā)射／接收數(shù)據(jù)端）和SYN（發(fā)射／接收同步脈沖端）三個端進行的。SR=0電路處與接收狀態(tài)， SR=1電路處與發(fā)射狀態(tài)。
發(fā)射狀態(tài)：當SR=1，發(fā)射／接收同步脈沖端SYN輸出同步脈沖。當電路處于發(fā)射狀態(tài)時，電路內(nèi)部在SYN的上跳沿對TX端輸入的數(shù)據(jù)進行鎖存，所以外部MCU應當在SYN的上跳沿保持TX端的數(shù)據(jù)不變化而在SYN的下跳沿可以給出發(fā)射的數(shù)據(jù)。
接收狀態(tài)：當SR=0，電路處于接收態(tài)， SYN端不會立刻輸出同步脈沖，只有當電路接收到的數(shù)據(jù)與本電路“同步”之后，SYN端才能輸出同步脈沖。SYN端輸出上跳沿時接收數(shù)據(jù)從TX端鎖存輸出，并一直保持到下一個上跳沿，因此MCU應在SYN同步脈沖的下跳沿之后從TX端讀出數(shù)據(jù)。
3. 結論
擴頻通信芯片SC1128和MCU的結合應用,使得載波遙控器具有很強的抗干擾能力，功能多樣并可進行擴展，人機交互界面良好。新技術的應用有效地解決了傳統(tǒng)有線遙控器的缺點，具有很大的推廣價值。
本文作者創(chuàng)新點：本文利用擴頻通信技術實現(xiàn)的電焊機載波遙控器克服了工業(yè)現(xiàn)場長距離通信帶來的弊端，實現(xiàn)了快速、高精度、靈活、多功能的信號傳輸控制，解決了遠距離信號傳輸?shù)牟豢煽啃詥栴}，同時提供了良好的人機互動界面。
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