两种无线数字调制解调器的设计对比

liyf

两种无线数字调制解调器的设计对比

摘   要：本文介绍了分别基于CMX469A和MSM7512B设计实现的两种无线数字MODEM，说明了系统关键部分的硬件实现方法和软件设计，并对两种设计方案进行了对比分析。
关键词：调制解调器；FSK；双工

    CMX469A和MSM7512B分别为CML公司和OKI公司生产的单片调制解调器芯片，本文分别采用这两种芯片，设计实现了应用于无线安防监控等领域的数字调制解调器，并对两种方案做了对比分析。

图1  CMX469A与单片机接口连接关系

图2  MSM7512B与单片机接口连接关系

基于CMX469A的数字MODEM的设计与实现
硬件设计
     CMX469A和单片机的外部接口电路比较简单，可通过单片机AT89C2051方便设置CMX469A的各功能引脚。CMX469A与单片机AT89C2051的接口关系如图1所示。
在工作过程中，首先通过单片机的P1口设置CMX469A的传输速率，引脚设置及其所对应的传输速率如表1所示。设定好其工作状态后，开启收/发使能，从而启动CMX469A。

软件设计
    单片机AT89C2051分别通过外中断0和外中断1控制CMX469A的数据发送和接收。系统中的其他数据设备则通过RS-232或RS-485接口与单片机连接。

    在数据接收模式下，单片机首先等待外中断INT1的到来，然后通过P1端口接收CMX469A的解调数据，并将接收的数据通过标准串口发送至RS-232或RS-485接口，从而最终将数据发送至其他设备。

    在数据发送模式下，单片机则首先通过串口接收来自其他外部设备的数据，存于数据缓冲区；然后启动CMX469A的发送使能TX ENABLE，并等待外中断INT0的到来；在每一次中断产生后，单片机通过P1端口发送1bit数据至CMX469A的TX DATA引脚，调制后的FFSK信号则经TX SIGNAL引脚发送至数传电台进行射频调制，或直接经电缆传输。

    系统实现过程中，可以采取在数据包中附加数据同步头的形式，首先收发同步头，从而保持收发同步并保证数据传输的正确性。

    需要注意的是，在对CMX469A进行接收使能操作并收到FSK信号后，其载波检测电路至少需要8bit的数据周期才能达到稳定状态，并在其载波检测CARRIER DETECT引脚端有稳定的高电平输出。因此，CMX469A应用在数据突发传输系统中时，如果仅通过其载波检测引脚的状态判断是否有数据接收，将造成数据丢失。
　　
基于MSM7512B的数字MODEM的设计与实现
硬件设计
     相比较CMX469A而言，由于MSM7512B为固定传输速率的MODEM芯片，其与单片机的接口更简单。MSM7512B与单片机AT89C2051的接口电路如图2所示。
实际应用中，通过单片机AT89C2051的P1.7引脚设置MSM7512B的模拟发送信号的幅度：数字“1”对应-10dBm的幅度典型值，数字“0”对应-4dBm的幅度典型值。通过设置MSM7512B的MOD1、MOD2引脚的状态，可定义其工作模式，具体定义如表2所示。

软件设计
    MSM7512B数字MODEM的软件设计比较简单。由于MSM7512B为半双工MODEM芯片，因此在系统软件设计中，采用查询方式收发数据。为了进行收发同步并保证数据传输的正确性，也采用在数据包前附加数据同步头的方式。
结语
    通过以上的设计与论述可以看出，基于MSM7512B的数传MODEM设计更加简单，更加易于实现。但由于MSM7512B芯片的传输速率和双工方式的限制，其只能应用于传输速率为1200bps的半双工数传领域。而基于CMX469A的数传MODEM控制相对复杂一些，但其最大传输速率可达4800bps，且可全双工工作。
总之，基于CMX469A和MSM7512B的无线数传MODEM均具有设计简单、易于实现、功能完善的优点，可广泛应用于安防监控、数据采集等无线数传领域。
　　
参考文献
1 CMX469A. 1200/2400/4800 Baud FFSK/MSK Modem. CML-COM.INC. 2001
2 OKI公司. OKI集成电路手册. 人民邮电出版社，2000