基于MC9S08QG8低端微控制器的蓝牙无线控制电路设计

接线图 2023年09月27日 21:06 160 admin

　　常的ZigBee无线控制器节点是以一个高端微控制器为核心，再配合无线收发器构成的。本文将设计一个新型的、低成本的、使用ZigBee无线技术的精简型无线控制器，比如用于空调遥控，整个目标应用板上的元器件极少，走线极少，体积极小。该设计只采用三个电子芯片：一个低端微控制器（MC9S08QG8）、一个RF收发器（MC13192）和一个16×2的LCD，其他需要的元器件为电阻和按键之类的无源器件。

　　其中MC9S08QG8微控制器（MCU）的大部分管脚具有多重功能，电路设计中，即以MC9S08QG8为核心，实现各种控制。图2无线控制器应用原理图分为三部分：MC9S08QG8 MCU所需的基本连接；MCl 3192无线收发器的连接；16×2 LCD和4个按键的连接。

基于MC9S08QG8低端微控制器的蓝牙无线控制电路设计第1张

　　电路原理：各部分的供电电源为低电压3 V，可用两节7号电池供电。MCU的时钟电路无需外接晶振，直接使用MCU内部自带的时钟；MCU的RST和BKGD引脚用于BDM接口的连接，完成程序下载后可另作它用，比如MCl3192的中断信号IRO就接至PTA3／RST／IRQ复用；图2中MCl3192收发器其他外围电路使用数据手册提供的工作所需的最低硬件要求。MCU与MCl3192的连接按照标准SPI方式连接，MCU为主机，MCl3192为从机，通过 MOSI，MISO，SPSCK信号线可以配置收发器，并发送和接收数据。同时也可以通过SPI配置收发器提供的定时器和GPIO引脚，将其用于其他的目的。收发器的片选CE信号由MCU的通用I／O口PTB5进行选通。收发器要切换运行模式（接收、发送、半休眠、休眠或空闲）还需要另外一个信号，该信号称为RXTXEN，由MCU的通用I／O口PTB7进行处理。MCU与MCl3192之间的数据传输模式可采用流模式，每次收发一个字（16 b），都通过中断由MCU控制处理，这样可以最大限度地保证了数据传输的实时性。16×2 LCD的RS，R／W，E信号由MCU通用I／O口PTB的三个引脚进行控制，实际上可以将R／W直接接低电平，或者软件控制使始终为低点平，因为应用时只需对LCD做命令、数据写入；数据线采用LCD的4线访问形式，即只用DB4～DB7，由MCU的PTA0～PTA3提供；背光电源BKL+，BKL- 不接，以减少功耗。4个按键也接在MCU的PTA0～PTA3，与LCD数据线复用，按键的上拉电阻使用MCU内部配置的，无需外接上拉以减省元件。同时当等待处理按键时，MCU将按键输入直接配置成按键输入中断，也减少了硬件连接和软件复杂度，按键发生时MCU自动转去读取按键输入及按键处理，当要进行 LCD显示时，MCU又将复用线临时配置成数据输出，配合LCD控制信号完成LCD的内容显示。MCU的8 KB FLASH和512 B的存储器资源对于一般的无线控制是足够的，另外，设计中还会用到MCU的定时器资源，通过定时比较器生成一般无线控制应用中都需要的定时时间，通过软件编程可以方便地实现。

　　本文仅使用了一个Freescale MC9S08QG8低端微控制器，再加上很少的一些连接线和硬件资源，已经具有无线通信能力和人机交互功能。这说明ZigBee无线应用并不一定总是需要高性能的微控制器，低端微控制器也能够完成无线网络要求的一些基本任务，从而降低了整个解决方案的成本。同时，本文实现的无线控制器具有功耗低、元器件少、成本低、性能高而功能全的特点，是嵌入式无线控制应用的一种精简解决方案。

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