摘 要: 介紹了GMSK調(diào)制解調(diào)芯片FX909的特點(diǎn)及其在無線高速M(fèi)ODEM中的應(yīng)用,并給出了相應(yīng)的硬件框圖和主程序流程圖。該MODEM可通過音頻接口與調(diào)頻話音電臺相接,同時也可與具有標(biāo)準(zhǔn)RS-232C接口的數(shù)據(jù)設(shè)備相接,從而通過傳統(tǒng)話音電臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的無線傳輸。
關(guān)鍵詞: 調(diào)制解調(diào)芯片F(xiàn)X909 MODEM 高速數(shù)據(jù)傳輸 GMSK CRC FEC 交織
無線通信廣泛應(yīng)用于移動通信、空中交通管制和導(dǎo)航系統(tǒng),數(shù)字化是通信發(fā)展的必然要求。從我國目前情況來看,廣泛應(yīng)用的大量VHF/UHF電臺多為模擬話音電臺,通信手段仍以短波、超短波話音通訊為主,數(shù)據(jù)傳輸能力很低,不能適應(yīng)當(dāng)前數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。而專門設(shè)計數(shù)字電臺又有設(shè)計周期長、費(fèi)用高等弊端。本文提出了一種設(shè)計方案,通過話音接口使MODEM與常規(guī)FM電臺連接,同時還可與主控計算機(jī)或其它具有標(biāo)準(zhǔn)RS-232C接口的數(shù)據(jù)設(shè)備相連,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸,有效地利用了現(xiàn)有設(shè)備,在一定程度上滿足了日益增長的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。我們設(shè)計的MODEM是針對常規(guī)FM電臺設(shè)計的,信道間隔為25kHz的電臺可實現(xiàn)9600bps或更高速率數(shù)據(jù)傳輸。
1 FX909簡介
1.1 FX909芯片特征
FX909是英國康舒微電路有限公司(CML)推出的調(diào)制解調(diào)芯片,它具有實現(xiàn)GMSK無線數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)所需的基帶信號處理功能,并具有相應(yīng)的協(xié)議。它可方便地和主控器及電臺調(diào)制/鑒頻電路相接,實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)鏈中的半雙工數(shù)據(jù)傳輸。
在發(fā)送模式下,F(xiàn)X909從主控器接收數(shù)據(jù),計算并加上前向糾錯碼(FEC)及循環(huán)冗余校檢碼(CRC),并采用交織(突發(fā)錯誤保護(hù))及擾碼技術(shù)提高其性能。然后加上位同步及幀同步碼,將數(shù)據(jù)打包并轉(zhuǎn)變?yōu)槟MGMSK信號送往電臺調(diào)制器接口。在接收模式下,F(xiàn)X909完成相反的過程,從接收機(jī)鑒頻器接收模擬GMSK信號,解碼并糾錯后送主控器。
其主要特征如下:
·GMSK調(diào)制 ·靈活的操作模式
·最大速率19.2kb/s ·低電壓(3.3/5V)工作
·數(shù)據(jù)打包格式 ·Mobitex兼容
·24腳小型封裝 ·主控器接口
1.2 FX909原理框圖
FX909原理框圖如圖1所示。
1.3 FX909封裝形式及管腳說明
FX909為24引腳封裝,有貼片和雙列直插兩種封裝形式,各管腳說明如表1所示。
1.4 寄存器及其選擇
FX909有3個只讀寄存器和4個只寫寄存器。通過A0、A1和讀寫信號進(jìn)行選擇。如表2所示。
其中數(shù)據(jù)寄存器為主控器和FX909之間數(shù)據(jù)及命令傳送的緩沖區(qū)。命令寄存器的不同設(shè)置使得FX909執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù),控制寄存器及模式寄存器決定了FX909的操作模式和不同設(shè)置,狀態(tài)寄存器反映了FX909的當(dāng)前狀態(tài),數(shù)據(jù)質(zhì)量寄存器的值反映了接收數(shù)據(jù)信號的質(zhì)量。
這里需要特別指出的是,F(xiàn)X909的18字節(jié)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)比較特殊,在寫入或讀取多個數(shù)據(jù)時,只需對同一地址進(jìn)行順序的讀寫,F(xiàn)X909的內(nèi)部電路可以保證數(shù)據(jù)的正確性。
2 MODEM的硬件框圖
該MODEM主要包括串行口RS-232C接口、主控器89C51與FX909接口、電臺接口三部分,其硬件框圖如圖2所示。
RS-232C接口包括標(biāo)準(zhǔn)232C接口信號線RXD、TXD、CTS和RTS。電臺接口包括發(fā)送信號線(TX)、接收信號線(RX)、電臺收/發(fā)控制信號(PTT)和電臺載波檢測信號(CD)。主控器89C51與FX909接口有數(shù)據(jù)總線(D0~D7)、地址線(A0,A1)、讀寫信號線(WRN,RDN)、中斷請求信號線(INT0)、片選信號(CSN)。
2.1 FX909的外部電路
FX909的外部電路如圖3所示。
2.2 主控器接口及電臺接口
MODEM的主控器接口及電臺接口電路如圖4所示。
數(shù)字信號由主控器進(jìn)入FX909編碼并調(diào)制后形成模擬信號,經(jīng)發(fā)送接口送往電臺。電臺接收的信號,經(jīng)接收電路,轉(zhuǎn)換成與FX909匹配的模擬信號,經(jīng)過解調(diào)解碼成原數(shù)字信號,送入主控器。
3 MODEM的程序組成
程序主要由主循環(huán)程序和串行中斷、外部中斷0(INT0)、定時中斷(T0)等子程序組成。串行中斷完成與RS-232C接口間的數(shù)據(jù)傳送。外部中斷(INT0)完成對FX909A的操作,包括設(shè)置命令、讀取狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳送與接收等功能。定時中斷(T0,定時周期設(shè)置為1ms)檢測是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送(條件是串行口收到新的數(shù)據(jù)),若有則置電臺到“發(fā)送”狀態(tài),主循環(huán)檢測到“發(fā)送”標(biāo)志位后,即調(diào)用發(fā)送初始化程序。另外,主循環(huán)程序檢測是否有數(shù)據(jù)要接收(條件是CD信號為1),若有則調(diào)用接收初始化程序。
主程序流程圖如圖5所示。
按本方案設(shè)計的MODEM已成功地應(yīng)用于某動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中、效果良好。采用該設(shè)計方案有設(shè)計簡單、易實現(xiàn)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn),可用于實時監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GPS車輛定位、調(diào)度、報警等系統(tǒng),具有廣泛的實用價值和推廣價值。
參考文獻(xiàn)
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