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基于ＴＨ７１２２．１芯片的无线数据传输模块设计
作者：张东彬 朱文章 郭东辉 来源：《现代电子技术》2008年第06期
摘 要：TH7122.1芯片是一款由比利时Melexis公司开发的低功耗单片集成无线收发芯片。主要介绍该芯片的功能特点，并以该芯片为基础设计一种低成本的半双工无线数据传输模块。调试结果表明，所实现的模块无线数据通信稳定可靠。利用该模块可以实现结构简单、性能稳定的无线数据通信系统，在某些短距离无线应用场合具有实用价值，对其他无线应用系统的设计具有参考价值。
关键词：无线收发芯片；数据传输模块；数据通讯系统；FSK 中图分类号：TN914.3 文献标识码：B 文章编号：1004-373X(2008)06-149-04
Design of Wireless Data Transmission Module Based on TH7122.1 Chip ZHANG Dongbin ZHU Wenzhang2，GUO Donghui1
(1.Xiamen University，Xiamen，361005，China；2.Xiamen University of Technology，Xiamen，361005，China)
Abstract：TH7122.1 is a wireless transceiver chip with low power consumption designed by Melexis Corporation in Belgium.This paper introduces its functions based on which gives the design of half-duplex wireless data transmission module.Debugging result shows that the module works
stability and reliability.This module can be used to achieve wireless data communication systems with simple structure and stable performance.It has practical value in some short-range wireless application，also has reference value to the design of other wireless application system. Keywords：wireless transceiver chip；data transmission module；data communication system；FSK
基金项目：福建省自然科学基金计划资助项目(A0410007)、福建省科技重点项目和国家教育部新世纪人才计划项目的联合资助
目前，短距离无线通信已经越来越普遍，应用领域也越来越多，包括：无线抄表、车辆监控、机器人控制、数字音频及图像传输，还有无线耳机，无线鼠标键盘等。凡是布线繁杂或不
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允许布线的场合都希望能通过无线方案来解决。大量射频IC芯片的开发使得无线通信系统的开发周期缩短，成本也越来越低。基于各种射频IC芯片如Nordic公司的nRF系列射频IC，Chipcon公司的CC系列射频IC，Integration公司的IA系列射频IC以及其他的射频IC等的设计都为无线传输的实现提供了各式的方案[1]。本文中无线数据传输模块的设计是基于Melexis公司的TH系列无线收发芯片TH7122.1，是实现无线传输的另一种方案。该设计通过两PC的串口实现两边数据的无线传输，具有功耗低、软件设计简单与通信稳定可靠的特点。 1 芯片功能 1.1 主要特性 TH7122.1[2
，3]
是全集成FSK/FM/ASK收发芯片；可应用于低功耗多通道或单通道半双工数
据传输系统，可工作在ISM频段及SRD频段；具有2种使用模式：单机用户模式(Stand-alone User Mode)和可编程用户模式(Programmable User Mode)；在单机用户模式下，工作于4个固定的频点之一：315/433.92/868.30/915 MHz；在可编程用户模式下，工作频率范围可设定在300～930 MHz之间，还可以通过使用一个外部压控振荡变容二极管使他的最低工作频率降至27 MHz，利用芯片集成的串行控制接口(SCI)对其进行配置；4种不同的工作状态
(Standby/Receive/Transmit/Idle)；极低的电流消耗(待机状态下电流50 nA)；宽的工作电压范围(2.2～5.5 V)；最高FSK数据传输速率为115 kb/s，ASK数据传输速率为40 kb/s；接收信号强度指示(RSSI)输出；可变RF功率范围为-20～+10 dBm；接收灵敏度达-105 dBm(@FSK with 180 kHz IF filter BW)/-107dBm(@ASK with 180 kHz IF filter BW )。 1.2 引脚及内部系统结构
芯片采用LQFP封装，引脚结构如图1所示，pin9～25为发射部分相关引脚，pin1～8及pin26～32为接收部分相关引脚。
其中TE/SDTA，RE/SCLK，FS0/SDEN，FS1/LD这4个引脚带有复用功能，在SUM模式下启用第1个功能，TE和RE用于设置工作状态，FS0和FS1则用于选择工作频率；在PUM模式下启用第2个功能，SDTA，SCLK和SDEN组成串行控制接口(SCI)，用于写入控制字；LD用于相位一致性检测。
芯片内部结构如图2所示，包括：可变增益的低噪声放大器(LNA)、混频器(MIX)、中频放大器(IF)、FSK解调器、运算放大器(OA1，OA2)、ASK解调器、数字逻辑串行控制接口(SCI)、功率放大器(PA)、锁相环合成器(PLL Synthesizer)等。其主要模块是1个可编程的锁相环合成器，他由参考基准振荡器(RO)、N/R频率字寄存器、电荷泵(CP)、相位/频率检测器(PFD)及压控振荡器(VCO)组成，在发射模式下产生载波频率；在接收模式下产生本地振荡信号，采用超外差接收方式。