基于MC33591/MC33592的315MHz/434MHzOOK/FSK接收电路设计

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-01-10 23:48:01

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摘要：给出了一种基于MC33591/MC33592设计的315MHz/434MHz OOK/FSK接收电路，该电路的数据速率为１～11kbaud,OOK/FSK灵敏度为－105dBm，最快唤醒时间为１ｍｓ，电源电压为：VGND-0.3～5.5V，在运行和配置模式时的电源电流为7.4mA，待机模式时的电流消耗为250μＡ，此外，该接收电路还具有三线SPI接口，可以直接与微控制器进行接口。

关键词：无线电接收；OOK/FSK解调；MC33591/MC33592

ＭＣ３３５９１／ＭＣ３３５９２是一个单片集成接收器，该芯片内含６６０ｋＨｚ的中频带通滤波器、完整的ＶＣＯ、可消除镜像的混频器、曼彻斯特编码时钟再生电路以及完整的ＳＰＩ接口。可用于设计３１５ＭＨｚ／４３４ＭＨｚＯＯＫ／ＦＳＫ接收电路。

１　ＭＣ３３５９１／ＭＣ３３５９２的引脚功能

ＭＣ３３５９１采用ＬＱＦＰ２４封装形式，其引脚排列如图１所示，各引脚功能如表１所列。

表1 MC33591/MC33592引脚功能描述

引脚	符号	描述
1，2	VCC	5V电源
3	VCCLNA	5V LNA电源
4	RFIN	RF输入
5	GNDLNA	LNA接地端
6	GNDSUB	辅助接地端
7	PFD	连接到VCO控制电压
8	GNDVCO	VCO接地端
9	GND	芯片接地
10	XTAL1	基准晶振
11	XTAL2	基准晶振
12	CAGC	OKK IF AGC（自动增益控制）电容接入端，FSK基准
13	DMDAT	数据解频（OKK和FSK解调）
14	RESETB	状态机复位
15，16	MISO，MOSI	SPI输入/输出接口
17	SCLK	SPI接口时钟
18	VCCDIG	5V数学电源
19	GNDDIG	数字接地
20	RCBGAP	参考电压输出
21	STROBE	选通振荡器控制输入或待机/工作控制信号外部输入
22	CAFC	自动频率控制电容接入端
23	MIXOUT	混频输出
24	CMIXAGC	混频AGC(自动增益控制）电容端

２　内部结构与工作原理

ＭＣ３３５９１／ＭＣ３３５９２的射频部分由能消除镜像干扰的混频器、６６０ｋＨｚ的中频带通滤波器、自动增益控制级和ＯＯＫ／ＦＳＫ解调器组成。控制部分则包含有数据管理器、配置寄存器、串行接口、状态控制器等。其ＳＰＩ接口可对调制方式进行编程选择。电路的数据可以从比较器输出，或者在数据管理器使能时从ＳＰＩ端口输出。javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

２．１本机振荡器

由于ＰＬＬ环路滤波器已被集成在ＩＣ中，因此实际应用中的元器件数值可以根据本振参数在ＰＦＤ引脚通过一个外部滤波器作略微的改进。使用者可以通过附加外部滤波器来选择最佳工作状况。锁相环电路增益可以由ＰＧ位编程设置，该位置为１时，环路为低增益状态。

２．２通信协议

用ＭＣ３３５９１／ＭＣ３３５９２进行通信时，数据通过曼彻斯特编码后的占空系数：在ＯＯＫ模式为４８％～５２％，而在ＦＳＫ模式时为４５％～５５％。此外，该通信协议编码还包括前同步（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＩＤ（识别）、报头（Ｈｅａｄｅｒ）字和数据等。其中ＩＤ（识别）字的内容是按曼彻斯特编码，并被预先装入电路中的配置寄存器２。识别字传输速率与数值传输速率一致。

为了与识别或报头字编码不同，前同步字的内容必须仔细定义。

报头字应当是４位曼彻斯特编码“０１１０”或者是它的补码。

一般数据（Ｄａｔａ）应紧跟报头而没有任何延迟。数据由一个信息结束命令Ｅｎｄ－ｏｆ－ＭｅｓｓａｇｅＥＯＭ　结束，ＥＯＭ由２个ＮＲＺ连续的１或０组成。当采用ＦＳＫ调制时，数据由一个ＥＯＭ结束，而不能简单地被射频信号终止。

图２给出了一个带有前同步字、识别字、报头字并跟随２数据位及结束字的完整信号，前同步通常放在识别和报头两个字的前面。

图３是一个使用ＩＤ检测的完整信号示意图。当接收机进入等待模式时，通常需要的设置时间一般为１ｍｓ。

２．３数据管理器

数据管理器功能模块有五个用途，分别为ＩＤ（识别）字检测、报头识别、时钟再生、ＳＰＩ通道上的数据输出和时钟再生、信息结束检测。

２．４串行接口

接收机（ＲＯＭＥＯ２）和微控制器一般通过串行外部接口ＳＰＩ（ＳｅｒｉａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）进行通信。如果不用ＳＰＩ接口，复位端ＰＯＲ ＰｏｗｅｒＯｎＲｅｓｅｔ　将设置接收机为默认结构来完成正确的操作。ＳＰＩ接口通过以下三个输入／输出端来实现操作：

（１）串行时钟ＳＣＬＫ；

（２）主控输出受控输入ＭＯＳＩ；

（３）主控输入受控输出ＭＩＳＯ。
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主设时钟通过ＭＯＳＩ和ＭＩＳＯ对数据输入／输出进行同步，主设备和从设备可在８个时钟周期内交换一个字节信息。操作时由主设备产生ＳＣＬＫ时钟并输入到从设备。ＭＯＳＩ在主设备中被配置为输入，而在从设备中则作为输出线；当主设备的ＭＩＳＩ线配置为输出时，它在从设备中又作为输入线。