基于单片机的无线遥控设计资料.doc
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2023-06-19
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无线遥控设计
一、总体概述：
本系统有六大部分组成分 PS/2 电脑键盘控制部分、双单片机控制部分、无线数字收发部分、摄相头采
集部分、高频放大发射部分、电视观察接收信号图像部分。
二、 题目分析及方案论证：
本题中要求发射大于 10 米，且多通道。所以可采用高频无线数字收发模块。如 NRF 系列数字收发模
块。可选用单片机给数字模块进行控制和配置寄存器，及用 SPI 给数字模块发送数据。
1 、NRF 系列数字收发模块选择方案论证
1.1 NRF401 可以达到题目要求
所设计的无线数传模块由单片射频收发芯片 nRF401、AT89C52 微控制器和 MAX3316 接口芯片构
成，工作在 433.92／434.33MHz 频段；
nRF401 是北欧集成电路公司（NORDIC）的产品，是一个为 433MHz ISM 频段设计的真正单片 UHF
无线收发芯片，满足欧洲电信工业标准（ETSI）EN300 200-1 V1.2.1。它采用 FSK 调制解调技术，最高工
作速率可以达到 20K，发射功率可以调整，最大发射功率是+10dBm。nRF401 的天线接口设计为差分天线，
以便于使用低成本的 PCB 天线。它要求非常少的外围元件（约 10 个），无需声表滤波器、变容管等昂贵的
元件，只需要便宜且易于获得的 4MHz 晶体，收发天线合一。无需进行初始化和配置，不需要对数据进行
曼彻斯特编码，有两个工作频宽（433.92/434.33MHz）,工作电压范围可以从 2.7-5V，还具有待机模式，可
以更省电和高效。
nRF401 无线收发芯片的结构框图如图 1 所示：内部结构可分为发射电路、接收电路、模式和低功耗控制
逻辑电路及串行接口几部分。发射电路包含有：射频功率放大器、锁相环（PLL），压控振荡器（VCO），
频率合成器等电路。基准振荡器采用外接晶体振荡器，产生电路所需的基准频率。
其主要特性如下:
●工作频率为国际通用的数传频段
●FSK 调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合；
●采用 PLL 频率合成技术，频率稳定性极好；
●灵敏度高，达到-105dBm（nRF401）；
●功耗小，接收状态 250 A，待机状态仅为 8 A（nRF401）；
●最大发射功率达 +10dBm ；
●低工作电压（2.7V），可满足低功耗设备的要求；
●具有多个频道，可方便地切换工作频率 ；
●工作速率最高可达 20Kbit/s（RF401）；
●仅外接一个晶体和几个阻容、电感元件，基本无需调试；
●因采用了低发射功率、高接收灵敏度的设计，使用无需申请许可证，开阔地的使用距离最远可达 1000
米 (与具体使用环境及元件参数有关)。
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