无线通信模块设计技巧与实际案例应用（蓝牙）

　　在通信模块设计开发过程中总有或多或少的问题，所以我们在设计时应该加倍注意细节，避免返工，下面我就分享下我的设计经验给大家，希望能帮助到大家。

　　无线通信模块设计技巧

　　模块必须用信号调制才能正常工作，常见的固定码编码器件如PT2262/2272，只要直接连接即可，非常简单，因为是专用编码芯片，所以效果很好传输距离很远。

　　模块还有一种重要的用途就是配合单片机来实现数据通讯，这时有一定的技巧：

　　1、合理的通讯速率

　　数据模块的最大传输数据速率为9.6KBs，一般控制在2.5k左右，过高的数据速率会降低接收灵敏度及增大误码率甚至根本无法工作。

　　2、合理的信息码格式

　　单片机和模块工作时，通常自己定义传输协议，不论用何种调制方式，所要传递的信息码格式都很重要，它将直接影响到数据的可靠收发。

　　码组格式推荐方案

　　前导码＋同步码＋ 数据帧，前导码长度应大于是10ms，以避开背景噪声，因为接收模块接收到的数据第一位极易被干扰（即零电平干扰）而引起接收到的数据错误。所以采用CPU编译码可在数据识别位前加一些乱码以抑制零电平干扰。同步码主要用于区别于前导码及数据。有一定的特征，好让软件能够通过一定的算法鉴别出同步码，同时对接收数据做好准备。

　　数据帧不宜采用非归零码，更不能长0和长1。采用曼彻斯特编码或POCSAG码等。

　　3、单片机对接收模块的干扰

　　单片机模拟2262时一般都很正常，然而单片机模拟2272解码时通常会发现遥控距离缩短很多，这是因为单片机的时钟频率的倍频都会对接收模块产生干扰，51系列的单片机电磁干扰比较大，2051稍微小一些，PIC系列的比较小，我们需要采用一些抗干扰措施来减小干扰。比如单片机和遥控接收电路分别用两个5伏电源供电，将接收板单独用一个78L05供电，单片机的时钟区远离接收模块，降低单片机的工作频率，中间加入屏蔽等。

　　接收模块和51系列单片机接口时最好做一个隔离电路，能较好地遏制单片机对接收模块的电磁干扰。

　　接收模块工作时一般输出的是高电平脉冲，不是直流电平，所以不能用万用表测试，调试时可用一个发光二极管串接一个3K的电阻来监测模块的输出状态。

　　无线数据模块和PT2262/PT2272等专用编解码芯片使用时，连接很简单只要直接连接即可，传输距离比较理想，一般能达到600米以上，如果和单片机或者微机配合使用时，会受到单片机或者微机的时钟干扰，造成传输距离明显下降，一般实用距离在200米以内。

　　基于蓝牙芯片的无线通信模块设计应用案例

　　本文综合运用BlueCore2-External蓝牙芯片、FB2520带通滤波器和平衡不平衡变换器、LTCC陶瓷天线等设计了一款蓝牙无线通信模块。该通信模块能够代替电缆，有效地应用于环境复杂多变的工业现场，实现现场设备、接入点、手操器等设备的无线通信。实际测试结果表明本文介绍的无线通信模块运行稳定，工作可靠。

　　引言

　　蓝牙技术是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，它工作在全球通用的2.4GHz ISM 频段，采用跳频扩频技术，可以用于近距离通过无线连接的方式实现固定设备以及移动设备 之间的网络互连，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的数据和语音通信， 实现全方位的数据传输。

　　工业现场环境恶劣，有些地方工作人员甚至难以接近，特别是一些工业环境禁止使用电 缆（如超净或真空封闭的房间）或者很难使用电缆来传送数据（如高速旋转的设备、高空设 备、不适于布线的强腐蚀恶劣环境），这时采用蓝牙等无线通信技术代替电缆来实现现场设 备与监控网络间的数据传输就能有效解决上述问题。为此本文针对工业现场设备、接入点、 手操器等设计蓝牙无线通信模块，该模块具有体积小、完全嵌入蓝牙协议、性能可靠和组网 灵活等特点。验证了蓝牙技术应用于工业控制系统的可行性。

　　蓝牙模块的硬件设计

　　蓝牙模块的硬件结构框图如图 1 所示，包括BlueCore2-External（BC212015）蓝牙芯片、 SST39VF800 FLASH 芯片、FB2520 带通滤波器+平衡不平衡变换器、LTCC 陶瓷天线等。电 源由配套主设备引入，经过电源模块电平转换，为蓝牙主芯片、存储器、带通滤波器和平衡 不平衡转换器等提供所需的+3.3V 和+1.8V 电源。下面将对各个模块分别介绍。

　　BlueCore2 芯片介绍

　　蓝牙模块采用了 BlueCore2-External（BC212015）芯片，BlueCore2 是英国CSR 公司推 出的一款工作在2.4GHz 的ISM（工业、科学、医学）频段集成基带和射频的单芯片蓝牙芯片。

BlueCore2-External 芯片的内部结构如图1 所示。芯片内部主要