载波遥控器设计要求 - 扩频通信在遥控系统中的应用

　　2.1载波遥控器设计要求

　　遥控器上可进行焊接电流、推力电流选择，氩弧焊、手工焊焊接方式选择，焊机关闭、启动选择及这些状态的指示；焊接电流、推力电流的设定值显示；实现焊接电流、推力电流的连续可调功能；最近一次操作状态的记忆功能；接收成功后的反馈信息显示功能。

　　2.2 硬件电路设计

　　载波遥控器的硬件结构图如图3所示。控制硬件电路的设计主要考虑功能的完善性、可扩展性，人机界面的灵活性、可操作性。载波遥控器主要由六部分功能电路组成：单片机、显示器单元、键盘单元、接口单元、电源单元和信号调制单元。单片机选用美国SST公司的FLASH型SST89E52RD2。它除了具有8051单片机的全部功能之外，又增加了许多实用的资源，可以在线应用编程(IAP),省去编程器，协议自定的远程升级，维护安全又方便。具有16K的非易失性存储空间，掉电后数据不丢失，内嵌2块小扇区的FLASH存储器，任意一块可做为数据或程序存储器，并且可以省掉外挂的E2ROM，节省有限的载波遥控器PCB板空间。内置的看门狗定时器，可防止系统的死机。另外，单片机SST89E52RD2还具有5通道的可编程计数器阵列(PCA),便于以后载波遥控器功能的扩展。选用SST单片机的一个最大好处是：它具有很强的抗干扰能力，在MCS51单片机中，SST的单片机应该说抗干扰能力最好的。信号调制单元以扩频通信芯片SC1128为核心，完成各个设置参数的发送任务和对方接收成功的反馈信号。单片机将发送信号通过串口发给SC1128将信号进一步处理后，发给信号放大器，再经过高频耦合变压器传到电焊机输出电缆上，安装在电焊机中的接收部分将此信号取出，滤波放大后给SC1128。SC1128和MCU的接口电路上面已经做了介绍，如图2所示。接收部分的工作原理和发送处是一样的，这里不再累述。接口单元中由一个带通滤波器和对电焊机输出电压的整流部分组成。这里介绍一个实用的滤波器，很适合处在电磁干扰很强的电焊机使用。该滤波器为带通滤波器。其不仅要将带外杂波滤除，还要保证前后级之间的阻抗匹配，以达到顺利传递信号的目的。由于主晶振的工作频率不同，载频也不同；调制周波数和数据传输速率不同，带宽也不同。因此，滤波器的参数在主晶振频率不同时也将有所变化的。本文设计的载波遥控器选用10MHz的晶振频率，数据速率是1Kbps、四周波调制、250KHz载频，带宽为100KHz(200~300KHz)。对于载波遥控器的控制信号而言，1Kbps的数据传输速率已经足够。

 

　　硬件电路的设计注重信号的隔离、分立元件的参数选择、芯片的驱动能力和整个载波遥控器的可靠性。电源单元做好降压的同时，保证尽量减少干扰，选用稳压芯片UPC7805，输入端加上共扼滤波磁环，为MCU和SC1128提供稳定的供电。因为载波遥控器体积较小，应充分考虑散热问题，在选择相关的电阻、电容、晶体管时，需慎重分析它们在最大负荷下的功耗参数。显示器单元由3位8段共阳数码管来完成，和MCU通过74HC573并行传输数据，采用动态扫描的方式。按键选用欧姆龙公司的B3W-1042系列产品，以保证可靠性。