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MSP430單片機(jī)的特點(diǎn)及在接收機(jī)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2013-02-05 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  一、 引言

  一款數(shù)據(jù)廣播編碼器和微型低功耗調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播,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)制方式使易于實(shí)現(xiàn),與QPSK的調(diào)制方式相比對(duì)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(hào)解調(diào)處理時(shí)實(shí)現(xiàn)低功耗。硬件結(jié)構(gòu)框圖如下:

硬件結(jié)構(gòu)框圖

調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播接收機(jī)

二、的特點(diǎn)及在中的應(yīng)用

  系列是美國(guó)德州儀器(TI)1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集(RISC)的混合信號(hào)處理器(Mixed Signal Processor)。稱(chēng)之為混合信號(hào)處理器,是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求,將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上,以提供“單片”解決方案。該系列多應(yīng)用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。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(dá)8MHZ 的時(shí)鐘模塊,2個(gè)帶有大量捕獲/比較寄存器的16位定時(shí)器,看門(mén)狗,2個(gè)可實(shí)現(xiàn)異步、同步及多址訪問(wèn)的串行通信接口,數(shù)十個(gè)可實(shí)現(xiàn)方向設(shè)置及中斷功能的并行輸入、輸出端口等。

  MSP430單片機(jī)的特點(diǎn):處理能力強(qiáng)。MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī),采用了精簡(jiǎn)指令集(RISC)結(jié)構(gòu),具有豐富的尋址方式(7 種源操作數(shù)尋址、4 種目的操作數(shù)尋址)、簡(jiǎn)潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算;還有高效的查表處理指令。這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序。運(yùn)算速度快。MSP430 系列單片機(jī)能在25MHz晶體的驅(qū)動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)40ns的指令周期。16位的數(shù)據(jù)寬度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能實(shí)現(xiàn)乘加運(yùn)算)相配合,能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的某些算法(如 FFT 等)。超低功耗。MSP430 單片機(jī)之所以有超低的功耗,是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷汉挽`活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。首先,MSP430 系列單片機(jī)的電源電壓采用的是1.8-3.6V 電壓。因而可使其在1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí),芯片的電流最低會(huì)在165μA左右,RAM 保持模式下的最低功耗只有0.1μA。其次,獨(dú)特的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在 MSP430 系列中有兩個(gè)不同的時(shí)鐘系統(tǒng):基本時(shí)鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)(FLL 和FLL+)時(shí)鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)??梢灾皇褂靡粋€(gè)晶體振蕩器(32768Hz),也可以使用兩個(gè)晶體振蕩器。由系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時(shí)鐘。并且這些時(shí)鐘可以在指令的控制下,打開(kāi)和關(guān)閉,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)總體功耗的控制。

  MSP430F123單片機(jī)作為CPFSK數(shù)據(jù)廣播接收機(jī)的CPU主要對(duì)基帶數(shù)據(jù)進(jìn)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(wèn)題

  數(shù)據(jù)通信中,同步是非常重要的問(wèn)題,通信系統(tǒng)是否可靠、接收靈敏度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),很大程度上依賴(lài)于同步技術(shù)的優(yōu)劣。

  1、同步不確定性的來(lái)源

  實(shí)際通信系統(tǒng)中,收發(fā)站之間會(huì)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(jī)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(wú)差錯(cuò)"的恢復(fù)基帶信號(hào)。  2、實(shí)現(xiàn)同步的幾種方法

  按同步功用分類(lèi)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(zhuān)門(mén)的同步信息,接收端把這個(gè)專(zhuān)門(mén)的同步信息檢測(cè)出來(lái)作為同步信號(hào)。自同步法:發(fā)送端不發(fā)送專(zhuān)門(mén)的同步信息,而是由接收端設(shè)法從接收信號(hào)中提取同步信息。

四、位同步

  由于本接收機(jī)接收的碼元速率為4.8KHZ,用CPU捕捉位同步信息,然后進(jìn)行采樣,在配合RS糾錯(cuò),即可達(dá)到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸?shù)囊蟆?/P>

  (一)、位同步的方法:

  方法一、

位同步的方法


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