基于ＣＭＸ７１４３的高速數(shù)傳模塊的硬件設(shè)計

1、基于的高速數(shù)傳模塊的硬件設(shè)計        摘要:對于高速無線數(shù)傳模塊，無線調(diào)制解調(diào)器起著至關(guān)重要的作用。介紹了具有GMSK和4FSK調(diào)制解調(diào)功能的調(diào)制解調(diào)器芯片CMX7143的功能特性，然后詳細介紹了CMX7143調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計思路和硬件電路，這種調(diào)制解調(diào)器具有通用性強、可靠性好、傳送速率快的特點。 關(guān)鍵詞:CMX7143；調(diào)制解調(diào)器；無線通信；遙控遙測 0 引言 無線數(shù)傳電臺作為一種通訊媒介，與光纖、微波、明線一樣，有一定的適用范圍：它提供某些特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號的實時、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具有成本低、安裝維

2、護方便、繞射能力強、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠的特點，適合點多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等場合。一般被用于遠程控制與測量系統(tǒng)，即我們常說的遙控遙測系統(tǒng)（或SCADA系統(tǒng)），如：電力負荷監(jiān)控系統(tǒng)、輸油供氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、地震測報系統(tǒng)、自動報靶系統(tǒng)、無人飛機控制系統(tǒng)、防火防盜系統(tǒng)等等自動化系統(tǒng)。 無線遙控遙測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院瓦m時性，主要依賴于其中的無線調(diào)制解調(diào)器的性能和傳輸速率。如今，無線組網(wǎng)越來越普遍，無線調(diào)制解調(diào)器的使用也越來越廣泛，對速率的要求也越來越高。本文設(shè)計的基于CMX7143與單片機的無線調(diào)制解調(diào)器具有通用性強、可靠性好、傳送速率快的特點，符合無線遙控遙測系統(tǒng)的配置要求。 一、無線數(shù)傳模

3、塊的設(shè)計思路 實現(xiàn)無線調(diào)制解調(diào)器的技術(shù)途徑有很多，概括起來可分為三大類：一類是基于專用數(shù)字信號處理器（DSP）的軟件調(diào)制解調(diào)器；一類是基于微處理器（MCU）的可編程調(diào)制解調(diào)器；一類是基于邏輯集成電路（PLD）的硬件型調(diào)制解調(diào)器，其中前兩類屬于智能型，后一類屬于數(shù)據(jù)泵型（通過型）調(diào)制解調(diào)器。 本文以ATMEL公司的AT89S8252單片機、CML公司的GMSK/4FSK Modem芯片CMX7143和傳統(tǒng)語音電臺設(shè)計一款無線數(shù)傳模塊，屬于基于微處理器（MCU）的可編程調(diào)制解調(diào)器類型，具有傳輸文件、語音和短信息的能力。其硬件框圖如圖1所示： 二、 無線數(shù)傳模塊的硬件實現(xiàn) 由圖1可知該無線數(shù)傳模塊由

4、通信接口模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、調(diào)制解調(diào)模塊和控制模塊組成。 （一） CMX7143的功能特點 CMX7143芯片能完成4電平FSK和GMSK調(diào)制和解調(diào)，芯片內(nèi)部集成了調(diào)制/解調(diào)、D/A和A/D轉(zhuǎn)換、內(nèi)置系統(tǒng)時鐘、輔助系統(tǒng)時鐘、輸入信號放大、工作電壓檢測以及與主微控制器（）串口通信等功能。它可以方便地與主機通信，有自己的數(shù)據(jù)打包協(xié)議。在數(shù)據(jù)發(fā)送模式下，接收來自主機的數(shù)據(jù)，對其進行打包；為了減小無線通信的誤碼，采取對原始基帶信號進行編碼，且有CRC檢錯和FEC糾錯功能，為了抗突發(fā)錯誤，還采取了交織編碼。 CMX7143是具有載波檢測和硬件傳輸自控制功能的半雙工調(diào)制解調(diào)器，采用CMOS技

5、術(shù)設(shè)計的數(shù)?；旌想娐?，具有快速數(shù)據(jù)采集、自動幀同步檢測(AFSD)、靈活的原始數(shù)據(jù)包模式、軟判決譯碼、先聽后發(fā)射（LBT）應(yīng)用的RSSI處理以及與主微控制器間的C-BUS串行接口，CMX7143提供無線多模數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器所需的所有功能。另外，還提供帶有多路輸入的輔助ADC、輔助DAC和輔助系統(tǒng)時鐘，有助于設(shè)計和工作的靈活性。CMX7143的外部電路如圖2所示： 圖2中的IRQN（第8腳），F(xiàn)SO(第44腳) ，Reply Data（第43腳），CSN（第48腳），CMMAND Data（第42腳）和Serial Clk（第46腳）主要是CMX7143的內(nèi)部寄存器和微處理器AT89S8252上的

6、C總線串行接口之間的數(shù)據(jù)和控制或狀態(tài)信息的傳輸。這個接口與微軟、SPI和其他相似接口兼容。CH1(第17腳), CH2(第19腳),CH 3(第21腳),MOD1(第23腳)和MOD 2(第24腳)端口用于CMX7143的數(shù)據(jù)收發(fā)。GPIO1(第10腳),GPIO2(第15腳),GPIO3(第11腳)GPIO4(第12腳)是通用輸入輸出接口，主要完成芯片的FI配置。 1         （二）單片機與RS-232的串口通信 串行通信接口標準以RS-232C為主。為了能夠同機接口或終端的TTL器件連接，必須在RS-2

7、32C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。本文采用MAX232芯片作為電平轉(zhuǎn)換芯片。MAX232芯片與單片機串口連接電路圖如圖3所示。經(jīng)過MAX232的電平轉(zhuǎn)換，單片機發(fā)送端的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平，而超短波電臺發(fā)送端的RS-232C電平則被轉(zhuǎn)換為TTL電平。 （三）調(diào)頻電臺的接口電路 與常規(guī)的語音調(diào)頻電臺UHF、VHF相連接，必須具有以下四根信號線：2根發(fā)送信號線：把Modem芯片輸出的已調(diào)基帶信號送至調(diào)頻電臺，由電臺進行載波調(diào)制后發(fā)送出去。由于CMX7143采用GMSK和4FSK調(diào)制，根據(jù)其特點，需要2根發(fā)送信號線；2根接收信號：一根用于把調(diào)頻電臺解調(diào)后的已調(diào)基帶信號傳回Mo

8、dem芯片，另一根是傳輸接收信號強度指示信號，完成載波偵聽功能。其電路圖如圖4所示： 結(jié)束語 本文所介紹的方案可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)可靠傳輸，速率可達到19.2kbps，能夠滿足實際無線數(shù)據(jù)通信的需要，具有廣泛的使用價值。 ： 1尹長川，郝建軍，羅濤等譯.數(shù)字通信基礎(chǔ)(M). 北京:機械出版社，2005原書第二版. 2樊昌信，張甫，徐炳祥，吳成柯.通信原理(M).北京:國防工業(yè)出版社，2004. 3官宗琪，肖質(zhì)紅.基于FX919B的高速數(shù)據(jù)傳輸模塊的實現(xiàn)(J).器件，2007，6. 4吳迪，徐功信.無線調(diào)制解調(diào)器技術(shù)與應(yīng)用田.東華大學(xué)學(xué)報(版)，2001,9. 5劉魯平，吳雄彪，陳偕雄. 基于CMX469A與單片機的數(shù)據(jù)泵型調(diào)制解調(diào)器硬件設(shè)計(J).科技通報.2007.3