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摘 要：介紹了一種采用數字信號處理器TMS320F206和調制解調芯片RC56D/SP設計的同步調制解調器。該調制器解調器能在多種信道上實現(xiàn)數據的同步傳輸,具有廣泛的用途。
關鍵詞：調制解調 同步 數字信號處理
隨著數據通信的發(fā)展和普及,調制解調器的應用范圍越來越廣。歸結起來,凡是需利用模擬信道實現(xiàn)數據傳輸的場合,都需要用調制解調器作為DCE,完成DTE與線路的連接。在很多場合,例如通過電力線通信專網傳輸各種自動化信息時,要求進行同步傳輸。但目前市售的調制解調器均只支持異步通信。針對這種情況,我們研制了同步調制解調器。該調制解調器選用支持同步通信的RC56D/SP調制解調器芯片組完成調制解調功能,采用TMS320F206數字信號處理器實現(xiàn)有關的智能控制。
1 RC56D/SP及TMS320F206簡介
RC56D/SP是Conexant（原Rockwell）公司出品的56k調制解調芯片。RC56D/SP包括一片8bit的微控制器（MCU）和一片數據泵（MDP）,通過執(zhí)行固化在1Mbit(128K×8)RAM和2Mbit(ROM/Flash ROM內的固件來完成操作。該器件采用TCM網格編碼技術,兼容AT命令,支持V.42調制解調器鏈路存取協(xié)議（LAPM）和MNP10糾錯協(xié)議,支持V.80同步傳輸協(xié)議。在同步方式下,發(fā)送時鐘可采用內部、外部及從時鐘三種方式,且內置鎖相環(huán)具有時鐘提取功能,可從接收的同步數據流里提取與對端發(fā)送時鐘完全同頻同相的時鐘信號作為自身及DTE的接收時鐘,該芯片最高可支持33.6K/s的同步速率。
TMS320F206的CPU時鐘頻率為20MHz,具有豐富的片內外資源,且擁有功能強大的異步及同步串行口。
其異步串行口具有最大傳輸速率的全雙工發(fā)送和接收操作,數據的傳送通過發(fā)送器上的發(fā)送引腳（TX）和接收器上的接收引腳（RX）來完成。通過異步串行口控制寄存器（ASPCR）可以將IO0～IO3四個I/O口配置為握手控制信號以改善信號傳輸質量。
其同步串行口的發(fā)送和接收均涉及到一個4級先進先出（FIFO）緩沖器。通過減少傳送過程中出現(xiàn)的發(fā)送或接收中斷的數量,FIFO緩沖器可減少CPU的開鎖（在發(fā)送或接收數據時）。同步串行口的操作時鐘可由內部產生,也可來自一個外部時鐘源。采用內部時鐘方式時,發(fā)送和接收操作的最大速率為CPU時鐘頻率除以2.采用外部時鐘源時,數據傳輸速率將隨著外部時鐘源變化。
同步串行口的數據發(fā)送和接收操作必須上相應的發(fā)送幀同步脈沖（FSX）和接收幀同步脈沖（FSR）啟動。FSX既可由內部產生,也可由外部產生。FSR必須由外部產生。
同步串行口有連續(xù)及突發(fā)兩種操作模式,可支持一系列應用。在連續(xù)模式下,只需要一個幀同步脈沖就可以連續(xù)發(fā)送或接收多個軟件包;在突發(fā)模式下,在每一個幀同步脈沖之后只允許發(fā)送或接收一個16bit單字。具有內部幀同步的連續(xù)發(fā)送時序和具有外部幀同步的連續(xù)接收時序分別如圖1（a）和圖1（b）所示。
同步串行口具有發(fā)送中斷（XINTs）和接收中斷（RINTs）兩個硬件中斷,它通知處理器FIFO緩沖器需要服務。通過對中斷產生條件進行適當的設置,可使數據的發(fā)送和接收連續(xù)不斷地進行。
2 硬件電路設計及其工作原理
系統(tǒng)硬件電路原理框圖如圖2所示。調制解調器采用異步連接同步傳輸的工作方式,即在異步方式下進行連接,建立連接后進入同步傳輸狀態(tài)。由于TMS320F206及MCU都為TTL電平,故它們之間可直接相連。異步串行口及同步串行口具體連線見圖3和圖4。調制解調器異步和同步數據使用MCU上的相同數據口。因此MCU發(fā)送引腳上的數據即為從DTE過來將要發(fā)送出去的數據,而接收引腳上的數據為已經解調的對端數據,故TMS320F206的異步或同步數據發(fā)送（TXD）和接收（RXD）引腳對應相連。由于MCU異步功能僅用于調制解調器的設置及連接,故可不使用流量控制功能,即握手信號可不用。所以將MCU的RTS及DTR引腳接地,使其長期有效。
TMS320F206數據發(fā)送采用外部時鐘、內部幀同步及連續(xù)模式。接收則采用外部時鐘及連接模式,接收幀同步脈沖由MCU控制產生。當調制解調器建立連接且MCU接收到第一幀數據時,將控制脈沖形成電路產生一脈沖寬度與同步接收時鐘周期相同的單個脈沖,啟動TMS320F206接收數據。因系統(tǒng)在無有用數據時也長發(fā)一監(jiān)測信號以保護連接狀態(tài),故除非斷送,數據接收一經啟動就不會停止。TMS320F206的發(fā)送時鐘（TXCLK）及接收時鐘（RXCLK）均由調制解調器提供。
