兩種無線數(shù)字調制解調器的設計對比

摘   要：本文介紹了分別基于CMX469A和MSM7512B設計實現(xiàn)的兩種無線數(shù)字MODEM，說明了系統(tǒng)關鍵部分的硬件實現(xiàn)方法和軟件設計，并對兩種設計方案進行了對比分析。
關鍵詞：調制解調器；FSK；雙工

    CMX469A和MSM7512B分別為CML公司和OKI公司生產的單片調制解調器芯片，本文分別采用這兩種芯片，設計實現(xiàn)了應用于無線安防監(jiān)控等領域的數(shù)字調制解調器，并對兩種方案做了對比分析。

圖1  CMX469A與單片機接口連接關系

圖2  MSM7512B與單片機接口連接關系

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

軟件設計
    單片機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)設備則通過RS-232或RS-485接口與單片機連接。

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

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

    系統(tǒng)實現(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應用在數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸系統(tǒng)中時，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的設計與實現(xiàn)
硬件設計
     相比較CMX469A而言，由于MSM7512B為固定傳輸速率的MODEM芯片，其與單片機的接口更簡單。MSM7512B與單片機AT89C2051的接口電路如圖2所示。
實際應用中，通過單片機AT89C2051的P1.7引腳設置MSM7512B的模擬發(fā)送信號的幅度：數(shù)字“1”對應-10dBm的幅度典型值，數(shù)字“0”對應-4dBm的幅度典型值。通過設置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。

軟件設計
    MSM7512B數(shù)字MODEM的軟件設計比較簡單。由于MSM7512B為半雙工MODEM芯片，因此在系統(tǒng)軟件設計中，采用查詢方式收發(fā)數(shù)據(jù)。為了進行收發(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。

結語
    通過以上的設計與論述可以看出，基于MSM7512B的數(shù)傳MODEM設計更加簡單，更加易于實現(xiàn)。但由于MSM7512B芯片的傳輸速率和雙工方式的限制，其只能應用于傳輸速率為1200bps的半雙工數(shù)傳領域。而基于CMX469A的數(shù)傳MODEM控制相對復雜一些，但其最大傳輸速率可達4800bps，且可全雙工工作。
總之，基于CMX469A和MSM7512B的無線數(shù)傳MODEM均具有設計簡單、易于實現(xiàn)、功能完善的優(yōu)點，可廣泛應用于安防監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等無線數(shù)傳領域。
　　
參考文獻
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