TOP2 串行通信模塊電路設(shè)計

　　主機單片機接收到nRF24L01的數(shù)據(jù)后，經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)單片機程序下載與升級，同時可實現(xiàn)單片機與PC 機（上位機）的通信，以便將顯示數(shù)據(jù)信息通過此電路傳送到PC 機，并存PC 機上顯示，其串行通信電路如圖6所示。

　　本文提出了一種針對無線數(shù)據(jù)傳輸問題的解決方案，該方案基于nRF24L01來設(shè)計無線溫度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用低功耗、高性能單片機 STC12C5A08S2和溫濕度傳感器DHT11來構(gòu)成多點、實時溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，最后在PC 機上完成配置、顯示和報警等功能。該系統(tǒng)使用方便，擴展十分容易，可廣泛應(yīng)用于各種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和養(yǎng)殖等場合。

　　射頻技術(shù)在糧倉無線測試終端應(yīng)用電路設(shè)計

　　糧食的安全存儲是關(guān)系到國計民生的戰(zhàn)略大事，科學(xué)保糧具有重要的社會意義與經(jīng)濟價值。糧倉監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對糧食溫度、濕度和氣體濃度等參數(shù)的采集、存儲和向監(jiān)控中心傳送數(shù)據(jù)以及執(zhí)行監(jiān)控中心的指令等功能。傳統(tǒng)的糧倉監(jiān)控系統(tǒng)中糧倉與監(jiān)控中心大多采用RS-485等有線連接的數(shù)據(jù)通信方式，使得系統(tǒng)抗干擾差、連線繁多、擴展困難;當(dāng)一個節(jié)點出現(xiàn)問題時還會影響整個系統(tǒng)，不利于糧倉的監(jiān)控與管理。為此，本文給出了一種基于射頻技術(shù)的糧庫無線監(jiān)控系統(tǒng)。

　　無線通信終端的硬件設(shè)計

　　無線通信終端由無線收發(fā)芯片和微控制器組成。本系統(tǒng)中的無線通信終端采用CC1020為收發(fā)芯片，PIC16F73單片機為微控制器。CC1020是基于SmartRF技術(shù)的全集成無線收發(fā)芯片。它工作在402-470MHZ、804-940MHZ等 ISM（Industrial， Scientific and Medical）與SRD（Short Range Device）頻段，采用頻移鍵控（FSK）調(diào)制，集成鎖相環(huán)（PLL）、壓控振蕩器（VCO）、功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、調(diào)制解調(diào)器（DEMOD）等功能，具有低電壓、低功耗、高靈敏度、傳輸距離遠、尺寸小等優(yōu)點，與很少的一些外圍器件搭配就可以設(shè)計成強大的具有無線通信功能的嵌入式系統(tǒng)。PIC16F73是低功耗、高性能的8位單片機，采用雙總線結(jié)構(gòu)（指令總線和數(shù)據(jù)總線分離）和精簡指令結(jié)構(gòu)，具有8Kb的Flash、192字節(jié)的片內(nèi)RAM、串口和SPI接口，很好的滿足了本終端對微控制器的要求。CC1020有32個引腳，它通過PDI、PDO、PCLK和PSEL這四個引腳與PIC16F73單片機的I/O端口相連，CC1020的應(yīng)用原理圖如圖2所示。

　　圖2. CC1020的應(yīng)用電路示意圖

　　測試終端兩種電源電路設(shè)計攻略

　　在多功能智能儀器儀表中，在不同的工作現(xiàn)場，有時需要不同的供電方式。目前來說，在電源的研究方面，冗余電源和多種供電方式是現(xiàn)在的研究熱點。冗余技術(shù)已經(jīng)比較成熟，應(yīng)用也比較廣泛，現(xiàn)在很多儀器儀表都是基于冗余電源設(shè)計的。多種供電方式應(yīng)用的也比較多，但是把多種供電方式集成于同一電子產(chǎn)品中的還不多。本文實現(xiàn)了兩種供電方式的設(shè)計，并使其應(yīng)用于多功能手持測試終端，有效降低產(chǎn)品的成本，并且為設(shè)備維護帶來了方便。

　　總線供電電路

　　總線供電系統(tǒng)就是通過總線給掛在總線的設(shè)備提供電壓，本設(shè)計能給設(shè)備提供5 V、3．3 V和1．8 V的電壓。因為RJ45輸出標(biāo)準(zhǔn)的+24 V，為了得到5 V、3．3 V和1．8 V的電壓，必須進行電平轉(zhuǎn)換。本設(shè)計是通過LM2576-5、ASlll7-1．8和ASlll7-3．3電源轉(zhuǎn)換芯片，得到所需的電壓。總線供電電路如圖1所示。

　　RJ45提供的24 V電壓通過電阻熔絲，輸入到電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2576-5HV的VIN端，從FOB輸出5 V的電壓VCCl。VCCl經(jīng)過去耦和濾波后，輸入到電壓轉(zhuǎn)換芯片ASlll7-1．8V和ASlll7-3．3V的IN端，得到1．8 V的電壓和3．3 V的電壓DVCC。同時，總線供電也可以給鋰電池提供充電電壓，鋰電池充電控制芯片的充電電壓是3．5～7 V，所以可以用VCCl為其充電。具體實現(xiàn)時，在VCCl和MAXlll5的DC輸入之間設(shè)計了一個充電開關(guān)。當(dāng)采用總線充電時，把開關(guān)打到開的位置；當(dāng)采用充電適配器充電時，把開關(guān)打到關(guān)的位置。

　　鋰電池供電電路設(shè)計

　　在鋰電池供電系統(tǒng)中，電池輸出電壓經(jīng)過 TPS60110、 TPS60l00電源芯片，電平轉(zhuǎn)換后，得到所需的5 V、3．3 V和1．8 V電壓。在充電電路中，MAXl555作為控制芯片。MAXl555通過充電接口和AC適配器電源為單節(jié)鋰離子（Li+）電池充電。它不需要外部FET或二極管，可以接受最高7 V的輸入電壓。片上溫度限制簡化了PCB布局，通過優(yōu)化充電速率，可以在電池狀況和輸入電壓處于最糟糕的情況下不受散熱問題的制約。當(dāng)達到MAXl555 溫度限制時，充電器并不關(guān)斷，而是逐漸降低充電電流。電池充電電路如圖2所示。

　　充電電壓輸入到VCC_PLUG，開始給鋰電池充電，指示燈D1變亮，表明充電完成。

　　為了得到3種規(guī)格的電壓（5 V、3．3 V和1．8 V），需要對鋰電池的輸出電壓實行電平轉(zhuǎn)換，這里選擇TPS601lO和TPS60100兩款集成DC-DC的電荷泵芯片。TPS60110能輸出5 V±0．2 V的電壓，TPS60100能輸出3．3 V±O．132 V的電壓。兩款芯片具有如下特點：

　　①最高可以輸出300 mA的電流；

　　②具有較寬的輸入電壓范圍；

　　③低功耗輸出時具有能量存儲功能；

　　④能很好地抑制電磁干擾。