無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
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系統(tǒng)總體框圖及其原理
系統(tǒng)框圖如圖1所示，作為數(shù)據(jù)的雙向傳輸系統(tǒng)，每一方都必須具有數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能，因此通信雙方的結(jié)構(gòu)是等價(jià)的。它們都是由RS-232電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)電路、無線調(diào)制解調(diào)器和超短波電臺組成的。計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先由RS-232電平轉(zhuǎn)換電路將計(jì)算機(jī)串口發(fā)送數(shù)據(jù)的RS-232電平轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所能接收的TTL電平，單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，在單片機(jī)的控制下將數(shù)字信號送入無線調(diào)制解調(diào)器芯片進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的模擬信號送往超短波電臺的發(fā)送語音通道，并由超短波電臺發(fā)射出去。接收方的超短波電臺收到發(fā)射方的發(fā)射信號后，電臺內(nèi)的鑒頻輸出端將輸出恢復(fù)后的模擬信號，此信號送到調(diào)制解調(diào)器芯片，解調(diào)出數(shù)字信號，將此信號送入單片機(jī)進(jìn)行處理，在單片機(jī)的控制下，將收到的數(shù)字信號依次經(jīng)RS-232電平轉(zhuǎn)換電路將TTL電平轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)串口所需的RS-232電平，并由計(jì)算機(jī)對收到的信號進(jìn)行處理.
圖1 系統(tǒng)框圖
圖2 MSM6948原理框圖
圖3 硬件電路
圖4 控制板與電臺的連接
圖5 軟件流程圖
硬件電路設(shè)計(jì)
在硬件電路中，單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它決定了整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和可升級能力。在本系統(tǒng)中，單片機(jī)采用ATMEL公司的AT90系列單片機(jī)AT90S8515。無線調(diào)制解調(diào)器采用OKI公司的MSM6948芯片，RS-232電平轉(zhuǎn)換電路采用MAX232。由于MAX232的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，在此不再贅述。下面主要介紹AT90S8515及MSM6948的特性以及具體的電路實(shí)現(xiàn)方法。
AT90S8515的特點(diǎn)
ATMEL公司的90系列單片機(jī)是增強(qiáng)RISC內(nèi)載FLASH的單片機(jī)，具有運(yùn)行速度快、功耗低等特點(diǎn)。AT90S8515內(nèi)含8K字節(jié)FLASH存儲器和512字節(jié)SRAM，在一般情況下無需擴(kuò)展外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。它還具有高保密性，程序存儲器FLASH具有多重密碼鎖死(LOCK)功能，絕不可能泄密。在對程序存儲器FLASH編程方面，可通過SPI串行接口或一般的編程器進(jìn)行重新編程，因而可對用AT90S8515組成的系統(tǒng)進(jìn)行在系統(tǒng)編程(ISP-In System Programming)，給新產(chǎn)品的開發(fā)、老產(chǎn)品升級和維護(hù)帶來極大的方便。
MSM6848的特點(diǎn)及工作原理
MSM6948采用MSK調(diào)制方式、單5V供電、片內(nèi)開關(guān)電容濾波、低功耗CMOS技術(shù)，具有內(nèi)部晶振電路、傳輸速度為1200bps，原理框圖如圖2所示。
在MSM6948中，X1、X2端需外接3.6864MHz的晶振，并在MCK端送出3.6864MHz的時(shí)鐘輸出，作為單片機(jī)的時(shí)鐘輸入。SD端為發(fā)送數(shù)據(jù)的輸入端，AO為經(jīng)調(diào)制輸出的模擬信號。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，ST端輸出1200Hz的時(shí)鐘信號作為單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的同步信號，并將ST的上升沿采樣到的SD電平作為實(shí)際的發(fā)送數(shù)據(jù)送到MSK調(diào)制器。
AI端為接收到的模擬信號輸入端，RD端為解調(diào)后的數(shù)字信號輸出端，在輸出數(shù)字信號的同時(shí)，由RT端輸出同步信號，以供單片機(jī)在此同步信號的同步下接收解調(diào)后的數(shù)字信號。
硬件電路
AT90S8515與MSM6948的硬件電路如圖3所示。在本電路中，AT90S8515的MOSI、MISO、SCK、RESET端作為串行編程的編程端口；RXD和TXD作為與數(shù)字終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接收、發(fā)送端，在此通過MAX232芯片與計(jì)算機(jī)的RS-232串口相連，以便與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
在與電臺接口方面，MSM6948的AI和AO端可分別與電臺的鑒頻輸出和鑒頻輸入相連，完成模擬信號的接收和發(fā)送，同時(shí)單片機(jī)的PTT端控制電臺的無線發(fā)射。具體連接方式如圖4所示.
軟件設(shè)計(jì)
本軟件的主要任務(wù)是在單片機(jī)CPU的控制之下完成數(shù)據(jù)的正確傳輸，這包括PC機(jī)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)互傳，以及單片機(jī)和MSM6948之間的數(shù)據(jù)交換。
PC機(jī)的數(shù)據(jù)和單片機(jī)的數(shù)據(jù)交換采用異步工作方式，它是利用單片機(jī)的串行接口與計(jì)算機(jī)之間在規(guī)定的協(xié)議下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，因此在編程時(shí)首先要對串行口進(jìn)行初始化。
單片機(jī)和MSM6948之間的數(shù)據(jù)交換為同步工作方式。單片機(jī)在同步信號的控制下，逐位接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，達(dá)到雙方的同步工作。程序流程圖如圖5所示.
結(jié)語
本文介紹的是通過現(xiàn)有電臺在計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸的實(shí)現(xiàn)方法。除此之外，如果將AT90S8515的串口與GPS接收板的數(shù)據(jù)端相連，便可組成GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)及車輛調(diào)度系統(tǒng)；如果將AT90S8515的串口與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)端相連，便可組成遠(yuǎn)程無線采集及控制系統(tǒng)。因此本方案的應(yīng)用非常廣泛，可廣泛地應(yīng)用在出租、公安、運(yùn)輸、水利等行業(yè)?！?/P>
參考文獻(xiàn)：
1． 宋建國．AVR單片機(jī)原理及應(yīng)用．北京航空航天大學(xué)出版社，1998
2． 耿德根．AVR高速嵌入式單片機(jī)原理與應(yīng)用，2000
3． MSM6948 Application note，1998
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