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基于CMX7143的高速数传模块的硬件设计

2015-07-03 11:24 来源:学术参考网 作者:未知

  摘要:对于高速无线数传模块,无线调制解调器起着至关重要的作用。介绍了具有gmsk和4fsk调制解调功能的调制解调器芯片cmx7143的功能特性,然后详细介绍了cmx7143调制解调器的设计思路和硬件电路,这种调制解调器具有通用性强、可靠性好、传送速率快的特点。
  关键词:cmx7143;调制解调器;无线通信;遥控遥测
  
  0 引言
  
  无线数传电台作为一种通讯媒介,与光纤、微波、明线一样,有一定的适用范围:它提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输,具有成本低、安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点,适合点多而分散、地理环境复杂等场合。一般被用于 工业 远程控制与测量系统,即我们常说的遥控遥测系统(或scada系统),如:电力负荷监控系统、输油供气管网监测系统、地震测报系统、自动报靶系统、无人飞机控制系统、防火防盗系统等等自动化系统。
  无线遥控遥测系统数据传输的可靠性和适时性,主要依赖于其中的无线调制解调器的性能和传输速率。如今,无线组网越来越普遍,无线调制解调器的使用也越来越广泛,对速率的要求也越来越高。本文设计的基于cmx7143与单片机的无线调制解调器具有通用性强、可靠性好、传送速率快的特点,符合无线遥控遥测系统的配置要求。
  
  一、无线数传模块的设计思路
  
  实现无线调制解调器的技术途径有很多,概括起来可分为三大类:一类是基于专用数字信号处理器(dsp)的软件调制解调器;一类是基于微处理器(mcu)的可编程调制解调器;一类是基于逻辑集成电路(pld)的硬件型调制解调器,其中前两类属于智能型,后一类属于数据泵型(通过型)调制解调器。WwW.133229.COm
  本文以atmel公司的at89s8252单片机、cml公司的gmsk/4fsk modem芯片cmx7143和传统语音电台设计一款无线数传模块,属于基于微处理器(mcu)的可编程调制解调器类型,具有传输文件、语音和短信息的能力。其硬件框图如图1所示:
  
  
  二、 无线数传模块的硬件实现
  
  由图1可知该无线数传模块由通信接口模块、电平转换模块、数据收发模块、调制解调模块和控制模块组成。
  (一) cmx7143的功能特点
  cmx7143芯片能完成4电平fsk和gmsk调制和解调,芯片内部集成了调制/解调、d/a和a/d转换、内置系统时钟、辅助系统时钟、输入信号放大、工作电压检测以及与主微控制器()串口通信等功能。它可以方便地与主机通信,有自己的数据打包协议。在数据发送模式下,接收来自主机的数据,对其进行打包;为了减小无线通信的误码,采取对原始基带信号进行编码,且有crc检错和fec纠错功能,为了抗突发错误,还采取了交织编码。
  cmx7143是具有载波检测和硬件传输自控制功能的半双工调制解调器,采用cmos技术设计的数模混合电路,具有快速数据采集、自动帧同步检测(afsd)、灵活的原始数据包模式、软判决译码、先听后发射(lbt)应用的rssi处理以及与主微控制器间的c-bus串行接口,cmx7143提供无线多模数据调制解调器所需的所有功能。另外,还提供带有多路输入的辅助adc、辅助dac和辅助系统时钟,有助于设计和工作的灵活性。cmx7143的外部电路如图2所示:
  
  图2中的irqn(第8脚),fso(第44脚) ,reply data(第43脚),csn(第48脚),cmmand data(第42脚)和serial clk(第46脚)主要是cmx7143的内部寄存器和微处理器at89s8252上的c总线串行接口之间的数据和控制或状态信息的传输。这个接口与微软、spi和其他相似接口兼容。ch1(第17脚), ch2(第19脚),ch 3(第21脚),mod1(第23脚)和mod 2(第24脚)端口用于cmx7143的数据收发。gpio1(第10脚),gpio2(第15脚),gpio3(第11脚)gpio4(第12脚)是通用输入输出接口,主要完成芯片的fi配置。

  (二)单片机与rs-232的串口通信
  串行通信接口标准以rs-232c为主。为了能够同 计算 机接口或终端的ttl器件连接,必须在rs-232c与ttl电路之间进行电平和逻辑关系的变换。本文采用max232芯片作为电平转换芯片。max232芯片与单片机串口连接电路图如图3所示。经过max232的电平转换,单片机发送端的ttl电平转换为rs232电平,而超短波电台发送端的rs-232c电平则被转换为ttl电平。
  
  (三)调频电台的接口电路
  与常规的语音调频电台uhf、vhf相连接,必须具有以下四根信号线:2根发送信号线:把modem芯片输出的已调基带信号送至调频电台,由电台进行载波调制后发送出去。由于cmx7143采用gmsk和4fsk调制,根据其特点,需要2根发送信号线;2根接收信号:一根用于把调频电台解调后的已调基带信号传回modem芯片,另一根是传输接收信号强度指示信号,完成载波侦听功能。其电路图如图4所示:
  
  
  结束语
  
  本文所介绍的方案可以实现数据终端设备之间的无线数据可靠传输,速率可达到19.2kbps,能够满足实际无线数据通信的需要,具有广泛的使用价值。
  
   参考 文献 :
  1尹长川,郝建军,罗涛等译.数字通信基础(m). 北京:机械 工业 出版社,2005原书第二版.
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  3官宗琪,肖质红.基于fx919b的高速数据传输模块的实现(j). 电子 器件,2007,6.
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  5刘鲁平,吴雄彪,陈偕雄. 基于cmx469a与单片机的数据泵型调制解调器硬件设计(j).科技通报.2007.3.
  6郭斌.高斯滤波调制解调器的实现技术(j). 现代 电子技术.2006(15).
  7程建兴,胡海波.一种无线数据传输方案及实现(j).通信技术.2004(6).
  8刘智兵.基于arms的无线数传终端的设计与实现(j).工业控制计算机.2007.20(2).
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