兩種無線數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)對比

摘   要：本文介紹了分別基于CMX469A和MSM7512B設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的兩種無線數(shù)字MODEM，說明了系統(tǒng)關(guān)鍵部分的硬件實(shí)現(xiàn)方法和軟件設(shè)計(jì)，并對兩種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了對比分析。
關(guān)鍵詞：調(diào)制解調(diào)器；FSK；雙工

    CMX469A和MSM7512B分別為CML公司和OKI公司生產(chǎn)的單片調(diào)制解調(diào)器芯片，本文分別采用這兩種芯片，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于無線安防監(jiān)控等領(lǐng)域的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，并對兩種方案做了對比分析。

圖1  CMX469A與單片機(jī)接口連接關(guān)系

圖2  MSM7512B與單片機(jī)接口連接關(guān)系

基于CMX469A的數(shù)字MODEM的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
硬件設(shè)計(jì)
     CMX469A和單片機(jī)的外部接口電路比較簡單，可通過單片機(jī)AT89C2051方便設(shè)置CMX469A的各功能引腳。CMX469A與單片機(jī)AT89C2051的接口關(guān)系如圖1所示。
在工作過程中，首先通過單片機(jī)的P1口設(shè)置CMX469A的傳輸速率，引腳設(shè)置及其所對應(yīng)的傳輸速率如表1所示。設(shè)定好其工作狀態(tài)后，開啟收/發(fā)使能，從而啟動(dòng)CMX469A。

軟件設(shè)計(jì)
    單片機(jī)AT89C2051分別通過外中斷0和外中斷1控制CMX469A的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。系統(tǒng)中的其他數(shù)據(jù)設(shè)備則通過RS-232或RS-485接口與單片機(jī)連接。

    在數(shù)據(jù)接收模式下，單片機(jī)首先等待外中斷INT1的到來，然后通過P1端口接收CMX469A的解調(diào)數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)串口發(fā)送至RS-232或RS-485接口，從而最終將數(shù)據(jù)發(fā)送至其他設(shè)備。

    在數(shù)據(jù)發(fā)送模式下，單片機(jī)則首先通過串口接收來自其他外部設(shè)備的數(shù)據(jù)，存于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；然后啟動(dòng)CMX469A的發(fā)送使能TX ENABLE，并等待外中斷INT0的到來；在每一次中斷產(chǎn)生后，單片機(jī)通過P1端口發(fā)送1bit數(shù)據(jù)至CMX469A的TX DATA引腳，調(diào)制后的FFSK信號則經(jīng)TX SIGNAL引腳發(fā)送至數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行射頻調(diào)制，或直接經(jīng)電纜傳輸。

    系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，可以采取在數(shù)據(jù)包中附加數(shù)據(jù)同步頭的形式，首先收發(fā)同步頭，從而保持收發(fā)同步并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。

    需要注意的是，在對CMX469A進(jìn)行接收使能操作并收到FSK信號后，其載波檢測電路至少需要8bit的數(shù)據(jù)周期才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并在其載波檢測CARRIER DETECT引腳端有穩(wěn)定的高電平輸出。因此，CMX469A應(yīng)用在數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸系統(tǒng)中時(shí)，如果僅通過其載波檢測引腳的狀態(tài)判斷是否有數(shù)據(jù)接收，將造成數(shù)據(jù)丟失。
　　
基于MSM7512B的數(shù)字MODEM的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
硬件設(shè)計(jì)
     相比較CMX469A而言，由于MSM7512B為固定傳輸速率的MODEM芯片，其與單片機(jī)的接口更簡單。MSM7512B與單片機(jī)AT89C2051的接口電路如圖2所示。
實(shí)際應(yīng)用中，通過單片機(jī)AT89C2051的P1.7引腳設(shè)置MSM7512B的模擬發(fā)送信號的幅度：數(shù)字“1”對應(yīng)-10dBm的幅度典型值，數(shù)字“0”對應(yīng)-4dBm的幅度典型值。通過設(shè)置MSM7512B的MOD1、MOD2引腳的狀態(tài)，可定義其工作模式，具體定義如表2所示。

軟件設(shè)計(jì)
    MSM7512B數(shù)字MODEM的軟件設(shè)計(jì)比較簡單。由于MSM7512B為半雙工MODEM芯片，因此在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，采用查詢方式收發(fā)數(shù)據(jù)。為了進(jìn)行收發(fā)同步并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，也采用在數(shù)據(jù)包前附加數(shù)據(jù)同步頭的方式。

結(jié)語
    通過以上的設(shè)計(jì)與論述可以看出，基于MSM7512B的數(shù)傳MODEM設(shè)計(jì)更加簡單，更加易于實(shí)現(xiàn)。但由于MSM7512B芯片的傳輸速率和雙工方式的限制，其只能應(yīng)用于傳輸速率為1200bps的半雙工數(shù)傳領(lǐng)域。而基于CMX469A的數(shù)傳MODEM控制相對復(fù)雜一些，但其最大傳輸速率可達(dá)4800bps，且可全雙工工作。
總之，基于CMX469A和MSM7512B的無線數(shù)傳MODEM均具有設(shè)計(jì)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、功能完善的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等無線數(shù)傳領(lǐng)域。
　　
參考文獻(xiàn)
1 CMX469A. 1200/2400/4800 Baud FFSK/MSK Modem. CML-COM.INC. 2001
2 OKI公司. OKI集成電路手冊. 人民郵電出版社，2000