MSP430單片機在微型低功耗數(shù)據(jù)廣播接收機中的應(yīng)用

一、 引言
我們獨立自主開發(fā)了數(shù)據(jù)廣播編碼器和微型低功耗調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播接收機，整套系統(tǒng)采用連續(xù)相位頻移鍵控（CPFSK）調(diào)制方式，副載波頻率為72KHz，占用帶寬約16Khz，數(shù)據(jù)傳輸速率4.8KHZ。采用CPFSK調(diào)制方式使接收機易于實現(xiàn)，與QPSK的調(diào)制方式相比對相位穩(wěn)定度要求不高，不易受外界溫度噪聲的影響，而且在信號解調(diào)處理時實現(xiàn)低功耗。
由于在發(fā)送端先后進行了數(shù)據(jù)編碼、信道調(diào)制、線性調(diào)頻，所以接收設(shè)備要完成信號逆處理。硬件結(jié)構(gòu)框圖：

二、MSP430單片機的特點及在接收機中的應(yīng)用
TI公司MSP430系列單片機的超低功耗特性（運行在1MHz時鐘條件下工作電流視工作模式不同為0.1-400uA）、強大的外圍模塊功能、體積小等優(yōu)點適合作為接收機的CPU。MSP430系列中的各成員集成了較多的片上外圍資源，包含：12位A/D，精密模擬比較器，硬件乘法器，2組頻率可達8MHZ的時鐘模塊，2個帶有大量捕獲/比較寄存器的16位定時器，看門狗，2個可實現(xiàn)異步、同步及多址訪問的串行通信接口，數(shù)十個可實現(xiàn)方向設(shè)置及中斷功能的并行輸入、輸出端口等。
MSP430F123單片機作為CPFSK數(shù)據(jù)廣播接收機的CPU主要對基帶數(shù)據(jù)進行處理，完成數(shù)據(jù)鏈路層的工作：

數(shù)據(jù)解碼

三、數(shù)字通信中的同步問題
數(shù)據(jù)通信中，同步是非常重要的問題，通信系統(tǒng)是否可靠、接收靈敏度是否達到標(biāo)準(zhǔn)，很大程度上依賴于同步技術(shù)的優(yōu)劣。
1、同步不確定性的來源
實際通信系統(tǒng)中，收發(fā)站之間會由于電波傳播中的多徑效應(yīng)引起碼相位、載波中心頻率相位的延遲，而且在傳輸信道中隨機噪聲的疊加引起傳輸波形的失真，連接在接收濾波器之后的判決電路也很難保證無差錯的恢復(fù)基帶信號。這些都會導(dǎo)致同步的不穩(wěn)定性。

2、實現(xiàn)同步的幾種方法
按同步功用分類可分為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步。
按傳輸同步信息的方式可分為外同步法和自同步法。外同步法：是由發(fā)送端發(fā)送專門的同步信息，接收端把這個專門的同步信息檢測出來作為同步信號。自同步法：發(fā)送端不發(fā)送專門的同步信息，而是由接收端設(shè)法從接收信號中提取同步信息。
本接收機的CPU要完成的功能中只涉及到位同步和幀（群）同步，由于不能從硬件解調(diào)FSK信號中恢復(fù)位同步時鐘，所以采用自同步的方法來實現(xiàn)位同步，以下結(jié)合MSP430單片機的特點分析位同步和幀同步的實現(xiàn)方法。

四、位同步
由于本接收機接收的碼元速率為4.8KHZ，用CPU捕捉位同步信息，然后進行采樣，在配合RS糾錯，即可達到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸?shù)囊蟆?br />（一）、位同步的方法：
方法一、

〈圖1〉
設(shè)置接收端恢復(fù)出的同步時鐘的頻率為5倍的碼元頻率，這樣就在一個碼元周期內(nèi)，設(shè)置了5個采樣點。位同步可以分為兩個過程：捕獲、同步跟蹤。
1、 捕獲，即找到正確的同步時鐘起始點。在接收的數(shù)據(jù)中，只有0、1跳變沿才能為我們提供位同步信息，如果數(shù)據(jù)長時間為1或為0，這將給接收端恢復(fù)位定時信息造成一定困難。所以發(fā)送端對數(shù)字基帶信號進行隨機化處理，一方面起到能量擴散的作用，另一方面限制連0碼和連1碼的長度，易于位同步的捕獲和同步時鐘的恢復(fù)。