基于无线调制解调芯片MX919芯片实现高速无线MODEM的方案设计

作者：丁胜昔;张其善 

无线通信已经广泛应用于移动通信、车辆调度指挥和空中交通管制系统。我国目前广泛应用的VHF/UHF电台多为模拟语音电台，且以短波、超短波话音通信为主，因此直接进行数据传输的能力很低，不能适应当前数据传输的数字化需要；虽然可以设计数传电台来完成数据传输，但如此便不能充分利用现有的VHF/UHF模拟电台，从而导致浪费，而且专门重新设计数传电台，有设计周期长和费用高等弊病。本文提出一种利用MX919芯片设计高速无线MODEM的方案。该芯片通过音频接口与话音电台相接，通过并口与CPU连接，可以实现与传统话音电台进行数据信号的无线传输，有效地利用了现有设备，而且已经在油田地理信息系统、银行运钞车、公共汽车的GPS车辆监控与调度系统中得到了很好的检验。

1 MX919特点

MX919是MX.COM公司的无线调制解调芯片，能完成4电平FSK调制和解调，内部有可编程工作寄存器。它可以方便地与主机和电台通信，有自己的数据打包协议。在数据发送模式下，接收来自主机的数字数据，对其进行打包；为了减小无线通信的误码，采取对原始基带信号进行编码，且有CRC检错和FEC纠错功能，为了抗突发错误，还采取了交织编码；最后，对编码后的数据进行4电平FSK调制，由电台ＦＭ调制发送。在数据接收模式下，接收来自电台的模拟信号，进行解调和解码后，恢复原始基带信号，并通过并口与主机通信。

MX919调制解调芯片具有以下一些特点：

（1） 4电平FSK调制
（2） 半双工工作方式
（3） 波特率高达19.2kbps
（4） 低压（3.3/5V）工作
（5） 数据打包格式
（6） 噪声环境下的增强性能
（7） FEC、CRC和交织编码

2 硬件设计

系统组成框图如图1所示，主要由三大部分组成：通信控制器、MX919和语音模拟电台。通信控制器是一个单片机子系统，负责系统的主控制，包括与数据源（GPS接收机、计算机等）的RS-232通信接口、对MX919的编程和控制，以及产生电台必需的PTT、SPLINT等控制信号，如图2所示。

MX919与通信控制器和电台的接口如图3所示。

与通信控制器的接口有数据总线D7～D0，地址线A0、A1，读写信号线、，中断请求信号线，以及片选信号；与电台的接口有接收模拟调制信号线RXIN和发送已调信号线TXOUT。

电台将MX919调制的FSK信号进。

高频FM调制并发射出去，或者接收FM已调信号并对其解调。它的主要接口是发送信号线TX和接收信号线RX。

3 软件设计

软件设计之前，必须了解MX919各个寄存器的功能，特别是命令寄存器、控制寄存器和状态寄存器。表1是这几个寄存器的内容。

表1 MX919寄存器内容

整个系统软件主要包括如图4所示的一些模块。

主控模块负责整个系统的控制工作，包括控制系统时序、检测数据发送或者接收状态等。当需要发送数据或者接收数据时，数据发送和接收模块对MX919各种寄存器进行编程。当MX919的IRQ信号有效时，外部中断模块开始执行，包括发送中断子程序和接收中断子程序。初始化模块完成对定时器，串口、中断寄存器等的初始化工作。

在软件设计中，最主要的部分是数据发送和数据接收模块，数据发送流程图如图5所示，数据接收流程图如图6所示。

用MX919设计的无线MODEM具有简单方便、实用灵活、开发周期短等优点，在实时监控系统和远程数据采集中有广泛的应用价值和推广价值。目前我们已经将其成功地应用到油田地理信息系统、银行运钞车、公共汽车的GPS车辆监控与调度系统中，效果良好。