- 基于ARM的智能無(wú)線(xiàn)信號(hào)變送器的設(shè)計(jì)

　　2 AD轉(zhuǎn)換電路

　?、?AD轉(zhuǎn)換芯片選擇

　　分析需求可，模擬電路要求精度至少達(dá)到0.2%，根據(jù)前面的分析，這就要求輸入調(diào)理電路和AD轉(zhuǎn)換電路的精度至少要達(dá)到0.1%，而為了保證轉(zhuǎn)換精度，A/D芯片的分辨力最好要達(dá)到 0.01%，也即至少要14位（214=16384）。由于是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，在選用A/D芯片的時(shí)候最主要是考慮了設(shè)計(jì)成本、設(shè)計(jì)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室資源有效利用等方面。由于實(shí)驗(yàn)室有現(xiàn)成的以前申請(qǐng)的樣片16位的MAX1162，其性能完全能滿(mǎn)足本系統(tǒng)的要求，因此暫時(shí)在樣機(jī)信號(hào)采集系統(tǒng)中采用了該芯片。

　　MAX1162是一款低功耗、16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），采用逐次逼近型ADC結(jié)構(gòu)，具有自動(dòng)關(guān)斷、1.1μs快速喚醒和兼容于SPI/QSPI/MICROWIRE的高速接口。MAX1162工作于+5V單模擬電源，并且具有獨(dú)立的數(shù)字電源引腳，允許芯片直接和+2.7～+5.25V的數(shù)字邏輯接口。

　　在最大采樣速度200ks/s下，MAX1162僅吸取2.5mA電流。在200ks/s（最大值）采樣速度下，功耗僅12.5mW（AVDD=DVDD=+5V）。AutoShutdown能在10ks/s速率下將電源電流減小至130μA，在更低的采樣速度下可以減小至10μA以下。

　　MAX1162的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖4。

　　圖4 MAX1162內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

　　② 相關(guān)電路設(shè)計(jì)

　　從跟隨器出來(lái)的模擬信號(hào)可能夾雜著噪聲信號(hào)，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)換精度產(chǎn)生影響，因此，在MAX1162前加入濾波電路，盡量減少輸入噪聲的影響。同時(shí)，為了減少對(duì)其他電路的影響，增加了0.1μF的去耦電容。電路原理圖見(jiàn)圖5。

　　圖5 A/D電路原理圖

　　3 GPRS MODEM接口電路

　　CMS91 GPRSMODEM是一塊以CMS91GPRS模塊為核心搭配必要外圍電路制成的GPRSMODEM。CMS91模塊是一種雙頻段GSM/GPRS10級(jí)模塊，既支持GSM的短信功能，也支持GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能。MODEM提供了標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，使用了6根串行通信信號(hào)線(xiàn)：TXD、RXD、DTR、CTS、RTS和GND。其通信波特率范圍為2400～115 200b/s。

　　LPC2136提供了一組完整的9芯（包括地）MODEM信號(hào)，我們可以使用其中對(duì)應(yīng)的6根來(lái)與MODEM通信，但由于是3.3V電平邏輯，要與MODEM的RS-232接口連接還需要電平轉(zhuǎn)換。雖然在本系統(tǒng)中我們所用MODEM使用6根MODEM信號(hào)線(xiàn)，但為了兼容其他各型號(hào)的串行MODEM，提高本系統(tǒng)的兼容性和升級(jí)能力，設(shè)計(jì)中將LPC2136提供的完整MODEM信號(hào)全部進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，通過(guò)跳線(xiàn)設(shè)置選擇實(shí)際應(yīng)用需要使用的信號(hào)線(xiàn)。

　　用MAX3243進(jìn)行3.3V和RS-232電平轉(zhuǎn)換。MAX3243是MAXIM公司推出的232電平轉(zhuǎn)換芯片，其內(nèi)部含有獨(dú)立電荷泵，可以從3.0～5.5V的電源電壓產(chǎn)生2Vcc的RS-232電平，使得其只需外接4個(gè)0.1μF的電容和一路 3.3V工作電源即可正常工作，大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。其具有5個(gè)接收器和3個(gè)驅(qū)動(dòng)器，符合標(biāo)準(zhǔn)MODEM信號(hào)方向的配置，適合MODEM連接。其電路原理圖如圖6。

　　圖6 MODEM接口電路原理圖