基于無線調(diào)制解調(diào)芯片MX919芯片實(shí)現(xiàn)高速無線MODEM的方案設(shè)計(jì)

無線通信已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、車輛調(diào)度指揮和空中交通管制系統(tǒng)。我國目前廣泛應(yīng)用的VHF/UHF電臺(tái)多為模擬語音電臺(tái)，且以短波、超短波話音通信為主，因此直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰艿停荒苓m應(yīng)當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化需要；雖然可以設(shè)計(jì)數(shù)傳電臺(tái)來完成數(shù)據(jù)傳輸，但如此便不能充分利用現(xiàn)有的VHF/UHF模擬電臺(tái)，從而導(dǎo)致浪費(fèi)，而且專門重新設(shè)計(jì)數(shù)傳電臺(tái)，有設(shè)計(jì)周期長和費(fèi)用高等弊病。本文提出一種利用MX919芯片設(shè)計(jì)高速無線MODEM的方案。該芯片通過音頻接口與話音電臺(tái)相接，通過并口與CPU連接，可以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)話音電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的無線傳輸，有效地利用了現(xiàn)有設(shè)備，而且已經(jīng)在油田地理信息系統(tǒng)、銀行運(yùn)鈔車、公共汽車的GPS車輛監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)中得到了很好的檢驗(yàn)。

1 MX919特點(diǎn)

MX919是MX.COM公司的無線調(diào)制解調(diào)芯片，能完成4電平FSK調(diào)制和解調(diào)，內(nèi)部有可編程工作寄存器。它可以方便地與主機(jī)和電臺(tái)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(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行打包；為了減小無線通信的誤碼，采取對(duì)原始基帶信號(hào)進(jìn)行編碼，且有CRC檢錯(cuò)和FEC糾錯(cuò)功能，為了抗突發(fā)錯(cuò)誤，還采取了交織編碼；最后，對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行4電平FSK調(diào)制，由電臺(tái)ＦＭ調(diào)制發(fā)送。在數(shù)據(jù)接收模式下，接收來自電臺(tái)的模擬信號(hào)，進(jìn)行解調(diào)和解碼后，恢復(fù)原始基帶信號(hào)，并通過并口與主機(jī)通信。

MX919調(diào)制解調(diào)芯片具有以下一些特點(diǎn)：

（1） 4電平FSK調(diào)制

（2） 半雙工工作方式

（3） 波特率高達(dá)19.2kbps

（4） 低壓（3.3/5V）工作

（5） 數(shù)據(jù)打包格式

（6） 噪聲環(huán)境下的增強(qiáng)性能

（7） FEC、CRC和交織編碼

2 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)組成框圖如圖1所示，主要由三大部分組成：通信控制器、MX919和語音模擬電臺(tái)。通信控制器是一個(gè)單片機(jī)子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的主控制，包括與數(shù)據(jù)源（GPS接收機(jī)、計(jì)算機(jī)等）的RS-232通信接口、對(duì)MX919的編程和控制，以及產(chǎn)生電臺(tái)必需的PTT、SPLINT等控制信號(hào)，如圖2所示。

MX919與通信控制器和電臺(tái)的接口如圖3所示。

與通信控制器的接口有數(shù)據(jù)總線D7～D0，地址線A0、A1，讀寫信號(hào)線、，中斷請(qǐng)求信號(hào)線，以及片選信號(hào)；與電臺(tái)的接口有接收模擬調(diào)制信號(hào)線RXIN和發(fā)送已調(diào)信號(hào)線TXOUT。

電臺(tái)將MX919調(diào)制的FSK信號(hào)進(jìn)。

高頻FM調(diào)制并發(fā)射出去，或者接收FM已調(diào)信號(hào)并對(duì)其解調(diào)。它的主要接口是發(fā)送信號(hào)線TX和接收信號(hào)線RX。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)之前，必須了解MX919各個(gè)寄存器的功能，特別是命令寄存器、控制寄存器和狀態(tài)寄存器。表1是這幾個(gè)寄存器的內(nèi)容。

表1 MX919寄存器內(nèi)容

整個(gè)系統(tǒng)軟件主要包括如圖4所示的一些模塊。

主控模塊負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制工作，包括控制系統(tǒng)時(shí)序、檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送或者接收狀態(tài)等。當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)或者接收數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模塊對(duì)MX919各種寄存器進(jìn)行編程。當(dāng)MX919的IRQ信號(hào)有效時(shí)，外部中斷模塊開始執(zhí)行，包括發(fā)送中斷子程序和接收中斷子程序。初始化模塊完成對(duì)定時(shí)器，串口、中斷寄存器等的初始化工作。

在軟件設(shè)計(jì)中，最主要的部分是數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖如圖5所示，數(shù)據(jù)接收流程圖如圖6所示。

用MX919設(shè)計(jì)的無線MODEM具有簡單方便、實(shí)用靈活、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集中有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值。目前我們已經(jīng)將其成功地應(yīng)用到油田地理信息系統(tǒng)、銀行運(yùn)鈔車、公共汽車的GPS車輛監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)中，效果良好。

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