兩種無線數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設計實現的兩種無線數字MODEM，說明了系統關鍵部分的硬件實現方法和軟件設計，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，設計實現了應用于無線安防監控等領域的數字調制解調器，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的數字MODEM的設計與實現
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。設定好其工作狀態后，開啟收/發使能，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的數據發送和接收。系統中的其他數據設備則通過RS-232或RS-485接口與單片機連接。

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

    在數據發送模式下，單片機則首先通過串口接收來自其他外部設備的數據，存于數據緩沖區；然后啟動CMX469A的發送使能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端口發送1bit數據至CMX469A的TX DATA引腳，調制后的FFSK信號則經TX SIGNAL引腳發送至數傳電臺進行射頻調制，或直接經電纜傳輸。

    系統實現過程中，可以采取在數據包中附加數據同步頭的形式，首先收發同步頭，從而保持收發同步并保證數據傳輸的正確性。

    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的數據周期才能達到穩定狀態，并在其載波檢測CARRIER DETECT引腳端有穩定的高電平輸出。因此，CMX469A應用在數據突發傳輸系統中時，如果僅通過其載波檢測引腳的狀態判斷是否有數據接收，將造成數據丟失。
　　
基于MSM7512B的數字MODEM的設計與實現
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的模擬發送信號的幅度：數字“1”對應-10dBm的幅度典型值，數字“0”對應-4dBm的幅度典型值。通過設置MSM7512B的MOD1、MOD2引腳的狀態，可定義其工作模式，具體定義如表2所示。

軟件設計
    MSM7512B數字MODEM的軟件設計比較簡單。由于MSM7512B為半雙工MODEM芯片，因此在系統軟件設計中，采用查詢方式收發數據。為了進行收發同步并保證數據傳輸的正確性，也采用在數據包前附加數據同步頭的方式。

結語
    通過以上的設計與論述可以看出，基于MSM7512B的數傳MODEM設計更加簡單，更加易于實現。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的半雙工數傳領域。而基于CMX469A的數傳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的無線數傳MODEM均具有設計簡單、易于實現、功能完善的優點，可廣泛應用于安防監控、數據采集等無線數傳領域。
　　
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