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SA68D21DL全雙工無線數傳報警模塊及其應用
摘要：SA68D21DL是一種可在微機或單片機之間進行全雙工無線通信的數傳收發模塊，該模塊具有透明式數據傳輸、與上位機接口簡單方便、通信距離較遠、數據誤碼率低、可獨立工作、可組網應用等特點。文中介紹了SA68D21DL模塊的功能、特點、引腳分布，給出了SA68D21DL的典型應用電路和應用實例。關鍵詞：計算機；無線數傳模塊；全雙工；SA68D21DL
１基本特點
對于移動或便攜式數據采集系統及一些布線不便或布線成本過高的微機測控系統而言，采用無線數據傳輸是一種較好的選擇方案。由北京捷麥通信器材有限公司生產的ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ無線數據報警收發模塊就是一款可在微機與微機之間，或微機與單片機之間進行全雙工遠距離無線通信的收發模塊。該模塊還可組成最多６５５３５點的單發多收或多發單收形式的無線局域網，且可脫離微機組成多點報警、遙控系統。該模塊的主要特點如下：
●采用透明式數據傳輸，無需改變原有系統通信程序及硬件連接方法；
●串口具有ＴＴＬ、ＲＳ２３２、ＲＳ４８５等多種電平接口；
●內含Ｅ２ＰＲＯＭ及看門狗電路，可掉電記憶設置參數；
●采用ＣＲＣ檢驗，可驗出傳輸中９９．９９％的錯誤；
●具有組網通信模式，便于點對多點通信；
●頻率源采用ＶＣＯ／ＰＬＬ頻率合成器，可方便靈活地通過串口設置頻點；
●采用帶有溫度補償頻率基準，頻率的瞬時及長期穩定度很高；
●同時具有串口通訊及開關量Ｉ／Ｏ，可直接用于報警、遙控等用途；
●采用工業級產品設計，工作溫度范圍寬，可適應野外工作；
●采用全封閉鋁合金外殼，抗干擾能力強；
●采用全ＳＭＴ組裝，工藝先進、可靠性高；
●發送／接收距離范圍為１～３ｋｍ。
２技術指標
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ的主要技術指標分為綜合指標、接收指標和發射指標三種。
（１）綜合指標
●工作頻段：２２７．０００ＭＨｚ～２３３．０００ＭＨｚ；
●信道間隔：２５ｋＨｚ；
●頻率容差：±５ｐｐｍ；
●工作溫度：－３０～＋６０℃；
●天線阻抗：５０Ω；
●工作電源：ＤＣ６Ｖ；
●無線碼速率：１２００ｂｐｓ；
●接口速率：１２００ｂｐｓ；
●接口標準：ＲＳ２３２、ＲＳ４８５、ＴＴＬ電平可選；
●外形尺寸：１２０×１４０×３０ｍｍ；
●重量：１２０ｇ；
●數據傳輸延時：≤１００ｍｓ。
（２）接收指標
●靈敏度：≤０．２５?１２ｄＢＳＩＮＡＤ?；
●鄰道選擇性：≥６５ｄＢ；
●雜散響應抗擾性：≥６５ｄＢ；
●互調抗擾性：≥６０ｄＢ；
●靜態電流：≤６５ｍＡ；
●阻塞：≥９０ｄＢ；
●音頻輸出功率：５０ｍＷ；
●失真度：≤５％；
●誤碼率：≤１０－６?２０ｄＢＳＩＮＡＤ?；
●共信道抑制：≥－８ｄＢ。
（３）發射指標
●調制方式：ＦＳＫ／１２００ｂｐｓ；
●發射功率：５００ｍＷ?ＤＣ１２Ｖ?；
●載波頻率容差：≤５×１０－６；
●雜散射頻分量：≤－６５ｄＢ；
●臨道功率比值：≥６５ｄＢ；
●音頻調制電壓：１０ｍＶ（３ｋＨｚ頻偏）；
●調制失真：≤３％；
●最大頻偏：≤５ｋＨｚ；
●調制帶寬：≤１６ｋＨｚ；
●剩余調頻：≤－４０ｄＢ；
●剩余調幅：≤３％；
●發射電流：≤６００ｍＡ。
３模塊引腳功能
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ模塊的外形及引腳排列如圖１所示，該模塊共有４個插座（Ｊ１～Ｊ４），各引腳的功能說明如表１所列。
４上位機與模塊的通信規約
４．１串口通信格式
上位機與模塊間的通信是通過異步串口來完成的。異步串口采用標準的串口格式，即１個起始位、８個數據位和１個停止位。傳輸速率為１２００ｂｉｔ／ｓ。上位機與模塊間的通信內容有兩類，一類是數據，一類是命令。
４．２數據及命令的區分
當上位機向模塊傳送信息時，ＤＴＲ端的功能是指示串口信息的性質。若串口信息為命令，ＤＴＲ端應置為邏輯“０”，若串口信息為數據，則ＤＴＲ端應置為邏輯“１”。
當模塊向上位機傳送信息時，ＤＳＲ端可用來指示串口信息的性質，若串口信息為命令，ＤＳＲ端為邏輯“０”，若串口信息為數據，ＤＳＲ端為邏輯“１”。
當模塊串口無數據發出時，ＤＳＲ端的功能可指示模塊是否可以接收上位機的信息，當模塊準備好，可以接收上位機的信息時，此端為邏輯“０”；當模塊不能接收計算機的數據時，此端為邏輯“１”。
４．３命令和數據傳送格式
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ的命令傳送格式為：
D7H命令碼H參數H
其中，Ｄ７Ｈ為命令碼的特征碼，即字頭。命令碼為一字節長度，代表命令的性質。不同的命令碼有不同的參數。模塊在收到命令后，將根據命令碼的不同，分析參數并執行命令。對于有些需要發送信令的命令，模塊將根據命令的性質來發送相應的信令。當ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在進行數據傳送時，無論是上位機傳給模塊，還是模塊傳給上位機的數據，都采用無格式傳送方式。
５典型工作方式
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在工作時具有３種典型的工作方式，即數據傳送方式、數據／命令傳送方式和模塊獨立工作方式。
５．１數據傳送方式
當用戶僅需使用模塊收發數據，而無需改變模塊參數（如頻率、ＩＤ地址等）時，可使用此方式，此方式下模塊與上位機的連接電路如圖２所示。
表1SA68D21DL引腳說明
插座號端口名稱
I/O作用
J1Vcc,GND分別為正電源和地端J2～J3PB8～PB0雙向TTL電平開關量I/O端子。可通過編程設置成輸入或輸出端子。若為輸入，當在此端檢測到狀態輸入端有一個大于1ms的跳變時，模塊將根據狀態端子的設置來發送狀態控制信令給接收機。而接收模塊將根據狀態控制信令中的目的地址與模塊的身份地址是否滿足響應條件來決定是否響應。若設置為輸出端子，則在模塊收到狀態控制信令后，模塊將根據相應的設置決定是否響應和怎樣響應J4～4RXD上位機將要發送的數據或給模塊的命令發送此端J4～3TXD模塊將接收到的數據或給上位機的命令送至此端J4～2DSR當模塊向上位機發送數據時，DSR端的功能為指示串口數據的性質J4～1DTR當上位機向模塊送數據時，DTR端的功能為指示串口數據的性質
數據傳送方式由于未使用模塊的ＤＳＲ端和ＤＴＲ端，因而無論使用計算機或單片機做上位機均不用改變原有通信程序。通常情況下，如僅使用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ傳送數據時，可采用此方式。
５．２數據／命令傳送方式
當用戶在使用中需用改變模塊參數或組網應用中模塊作為主機時，應使用此方式。在此方式下，上位機向模塊傳送數據時，應改變ＤＴＲ端的狀態以指示傳送的是命令還是數據。串口為命令時，ＤＴＲ端應置為邏輯“０”，串口為數據時，ＤＴＲ應置為“１”。當模塊向上位機傳送數據時，應通過ＤＳＲ端指示串口數據性質，若串口為控制命令，則ＤＳＲ端應置為邏輯“０”，若串口為接收數據，則ＤＳＲ端應置為“１”。在數據／命令傳送工作方式下，上位機和模塊的硬件連接如圖３所示。
５．３模塊獨立工作方式
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ具有８個雙向端口，這８個端口均可設置為輸入或輸出端口，該模塊可在無上位機的情況下獨立使用這８個輸入／輸出端口來構成無線開關量報警系統或無線開關量遙控系統，圖４給出了該方式下的硬件連接電路。其中ＰＢ１～ＰＢ４設置為輸入端口?可連接按鈕、報警信號輸出及儀表的上、下限輸出，而ＰＢ５～ＰＢ８則被設置成輸出端口，可連接晶體管、晶閘管及繼電器以完成電動機、警鈴、電磁閥等執行元件的控制。
６實際應用電路
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ可廣泛應用于電力、水利、氣象、石油、林業、勘探等行業的遙控、遙測、遙感及區域報警系統的數字信號傳輸。圖５所示為利用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ設計的一個無線水情監測系統，可對水庫、自來水廠、江河的水位無線遙測。
由于ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ無線數傳收發模塊具有數據傳送距離遠、可全雙工通信、透明數據傳送、誤碼率低、可靠性高、使用方便等特點，因而可廣泛應用于無線數據采集、無線數據通信及遙測等系統中。
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