Rfpic – микроконтроллер с интегрированным радиопередатчиком Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Є

94

Компоненты и технологии, № 3'2002

Компоненты

rfPIC - микроконтроллер

с интегрированным радиопередатчиком

Сергей Никифоров, Дмитрий Яблоков

sale@aogamma.spb.su

ВТ1 CR2032 11 h

Маломощному радиоканалу в быту и на производстве можно найти широкое применение: в системах сбора информации, дистанционного управления, игрушках, устройствах ограничения доступа и в других приложениях. Но при разработке дешевых радио устройств возникает ряд сложностей, связанных с созданием эффективного и стабильного передатчика. Для стабилизации частоты необходимо применение резонаторов на поверхностных акустических волнах (ПАВ), эффективность передатчика очень сильно зависит от топологии и требует качественных дискретных компонентов, что усложняет получение готового изделия. Альтернативой маломощному передатчику на дискретных элементах может быть новый микроконтроллер Microchip rfPIC12C509 с интегрированным радиопередатчиком на 310480 МГц, что позволяет упростить проектирование узлов радиосети и снизить общую стоимость системы. К тому же контроллер дает разработчику широкие возможности в выборе протокола передачи данных, позволяя получить оригинальную секретность и контроль целостности кода. Передаваемые данные могут представлять собой не только состояния кнопок, но и информацию от разнообразных датчиков, состояние элемента питания, периодические сигналы контроля работоспособности передатчика.

Выходная мощность передатчика регулируется пошагово от -12 до +2 дБм. Частота стабилизируется встроенной петлей АПЧ от внешнего кварца. Частота кварца должна быть в 32 раза ниже частоты радиоканала. Кварцевая стабилизация позволяет ис-

Vdd Vs*

GP5 GPO

GP4 GP1

GP3 GP2

RFEN XTAL

CLKOUT LF

DAS К NC

VddRF V»sRF

ANT2 ANTI

Ji.

JZ_

JS_

J4_

_ш_

Hff

rfPIC 12C509AG

ZUc6 I

ISpF^TT

тлі1—lm:

3,56 MHz

-I- C3 ^7 100 pF

Рис. 1. АМ-передатчик на rfPIC

с f ЙИ t ■ L 9 IMS 2MS ’SQ'fijD 3” * * * ••••I 0d9< 3 I d0< ?d9< £d9i ЗІЇ* SdOl о II lft Copyright 2001 Microchip Technology, Inc

llll|llll !'M 0 2 ІІІІ|ІІІІ|ІІІЦІІН|ІІІІ|1І > 3 4

пользовать узкополосный приемник для получения наибольшей дальности. RfPIC позволяет строить АМ-передатчики со скоростью передачи до 40 кБод или ЧМ до 20 кБод.

Основные характеристики rfPIC12C509AG и rfPIC12C509AF:

• 41 байт ОЗУ; 1024 слов памяти программ.

• 33 RISC-инструкции, выполняемые за 1 мкс.

• 8-разрядный таймер-счетчик с 8-разрядным пред-делителем; сторожевой таймер WDT.

• 6 портов ввода-вывода по ±25 мА.

• Интегрированный RC тактовый генератор 4 МГц; независимый от частоты передатчика.

• Питание 2,5-5,5 В. Интегрированная схема сброса.

• Потребление: от 15 мкА на 32 кГц, до 12 мА в момент передачи.

• Температурный диапазон: -40...+85 °С.

Память программ выполнена по технологии OTP,

единственно надежной в условиях ВЧ-наводок. Усиленная защита кода от чтения ориентирована на системы безопасности. Внутрисхемное программирование дает гибкость при производстве, позволяя записать идентификационную и калибровочную информацию после монтажа на плату.

На рис. 1 приведена полная схема АМ-передатчи-ка на частоту 433,92 МГц. Питание осуществляется от миниатюрной 3 вольтовой литиевой батареи. Имея автономное питание, устройства легко встраиваются

-------www.finestreet.ru------------------------

е

Компоненты и технологии, № 3'2002

Компоненты

в любую аппаратуру и не требуют выключателя питания. Резистором Ш при необходимости можно корректировать мощность передатчика.

При использовании сверхрегенеративного радиоприемника КЛ10-433 фирмы Те1есоп1:гоШ с антенной из простого отрезка провода 18 см длиной, дальность действия этого передатчика составит около 100 метров в пределах прямой видимости. В реальном эксперименте с тем же передатчиком более дорогой супергетеродин Ыпх ИХМ-433 устойчиво работал на расстоянии до 30 м и потреблял в 5 раз больший ток (7,5 мА против 1,5 мА у ЯЯ10).

Благодаря технологии лазерной настройки приемник ЯЯ10 обладает узкой для модулей такого класса полосой и хорошей чувствительностью (-100 дБм), при этом он остается вне конкуренции по цене. Модули радиоприемников имеют унифицированную цоколевку, что позволяет подобрать конкретный тип радиоприемника, наиболее подходящий по параметрам. Широкая гамма радиоприемников: су-пергетеродинные и сверхрегенеративные модули на 3 и 5 вольт, с потреблением от 300 мкА, временем готовности к приему после подачи питания от 150 мс позволяет создавать устройства с отключаемым автономным питанием: пейджеры, ретрансляторы. Внешний вид приемника ИИ10 приведен на рис. 2.

Схема применения радиоприемника приведена на рис. 3. Заменив в этой схеме любой светодиод на усилительный каскад с реле (рис. 4), получим готовое устройство, которое можно применять для управления воротами, светом и другими бытовыми приборами.

Более подробное описание, расчет антенны, примеры программ и настройку передатчика можно найти на сайте Microchip: http://www.microchip.com/download/appnote/rfpic. Описание и программа для приемного модуля: http://www.microchip.com/

download/appnote/keeloq/00740.zip. Корректируя готовые программы передающего и приемного модулей, можно быстро получать необходимые функции — легко реализуется функция оповещения хозяина или охранника о каких-либо нештатных ситуациях: срабатывания охраны, нарушении технологического процесса, вызова больным врача и т. д.

VD2

Обучение

—КІ— и -

R2

470 От

S1

Обучение

RR10-433

R6

-----nzh

\7

18 От

С1

0,1 hF

Рис. 3. Схема включения RR10

+5v

U1

I

Vdd Vss

GP5 GPO

GP4 GP1

GP3 GP2

R4

ріс!2се518 ЮкОт

і

+5v

470 От

,470 От

R1

R3

R5

470 От

VD1

-ft-JXL

VD3

-Й-

VD4

-N

-SJ-

-SQ-

www.finestreet.ru

95