基于CMX469A的无线MODEM设计

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 摘要：CMX469A是CML公司推出的FFSK／MSK全双工MODEM芯片，它内部集成了载波检测、RX时钟恢复电路和振荡电路，并具有很好的信噪比以及低电压、低功耗等特性，能够接收、发射FFSK／MSK信号，同时可提供收发时钟。文中给出了CMX469A的工作原理、应用电路和程序控制流程。

    关键词：快速移频键控；CMX469A；调制解调器

１ ＣＭＸ４６９Ａ的主要特点

ＣＭＸ４６９Ａ是ＣＭＬ(公司新推出的全双工无线Ｍｏｄｅｍ芯片)它采用ＣＭＯＳ工艺制造，工作电压为２．７Ｖ～５．５Ｖ，当电源电压为３Ｖ时，它的典型工作电流为２ｍＡ，数据传输速率可设定为１２００ ｂｐｓ、２４００ ｂｐｓ和４８００ｂｐｓ。在这三种波特率下，逻辑高、低电平的频率相应为１２００／１８００Ｈｚ，１２００／２４００Ｈｚ，２４００／４８００Ｈｚ。

ＣＭＸ４６９Ａ采用快速移频键控ＦＦＳＫ／ＭＳＫ调制方式，可广泛应用于无线通讯系统中（例如水文检测系统、船载监控系统等）。ＣＭＸ４６９Ａ的主要特性如下：javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

●具有独立的发送、接收使能控制；

●可以接外部１．００８ＭＨｚ或４．０３２ＭＨｚ晶振;

●可选择三种波特率：１２００ｂｐｓ、２４００ｂｐｓ、４８００ｂｐｓ（４８００ｂｐｓ传输时，需要外接４．０３２ＭＨｚ晶振）；

●具有载波检测、接收时钟故障恢复功能；

●低电压、低功耗（电源为３Ｖ时，典型工作电流为２ｍＡ；节能模式下，供电电流只有３００μＡ）；

●抗干扰性能优良，在信号条件比较差的情况下具有优良的灵敏度，同时可通过外部电容设置载波检测周期，以使器件在高噪音环境下具有更完善的性能。

２ ＣＭＸ４６９Ａ的引脚说明

ＣＭＸ４２９Ａ有２２脚ＰＤＩＰ、２０脚ＳＯＩＣ、２４脚ＴＳＳＯＰ三种封装，这三种封装的对应引脚不同。表１是２０脚ＳＯＩＣ封装所对应的引脚功能介绍，其余两种封装只是引脚序号不相同。

表1 CMX469AD3的引脚说明

引  脚	名  称	类  型	功  能  描  述
1	CLOCK/XTAL	I	片内振荡器的输入端或外部时钟输入端
2	XTALN	O	片内振荡器的输出端
3	Tx SYNC	O	发送同步时钟输出
4	TxSIGNAL	O	FFSK/MSK信号输出
5	TxDATA	I	发送数据串行输入端
6	TxENABLEN	I	发送使能
7	BAND PASS		RX带通滤波器输出
8	RxENABLE	I	接收使能
9	VBIAS	BI	偏置电压输出
10	VSS	P	地
11	UNCLK DATA	O	接收异步数据输出
12	CLK DATA	O	接收同步数据输出
13	CD OUT	O	载波检测输出
14	RxSIGNAL	I	FFSK/MSK信号输入
15	RxSYNC	O	接收同步时钟输出
16	BAUD SELECT	I	1200/2400波特率选择
17	BAUD SELECT	I	4800波特率选择
18	COLOCK RATE	I	4.032MHz/1.008MHz外晶振选择
19	CD TIME CINSTANT	BI	载波检测响应时间调整端，影响抗干扰能力
20	VDD	P	接电源2.7~5.5V

３　与单片机的硬件接口设计

基于ＣＭＸ４６９Ａ的无线调制解调器的硬件设计主要包括ＣＭＸ４６９Ａ与电台的接口电路以及与单片机的接口电路两部分。

ＣＭＸ４６９Ａ与电台的接口主要用于实现输入、输出模拟电路部分的放大。这部分电路设计非常简单，用运放ＬＭ３５８就可以实现，这里就不再多说，以下主要说明ＣＭＸ４６９Ａ与单片机的接口设计。硬件接口电路如图１所示。
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    ＣＭＸ４６９Ａ与单片机接口时，ＣＭＸ４６９Ａ内部产生的ＴｘＳＹＮＣ和ＲｘＳＹＮＣ同步时钟线可以同步单片机的发送和接收串行数据。由于发送数据时，从单片机输出的串行数据在ＴｘＳＹＮＣ的上升沿必须有效且稳定，因此，应该在时钟的下降沿输出单片机的串行数据。同样，在ＲｘＳＹＮＣ的下降沿读取单片机同步数据线(ＣＬＯＣＫ ＤＡＴＡ)上的串行数据，同时在ＲｘＳＹＮＣ的上升沿忽略同步数据线的状态。而在接收数据时，载波检测端口的输出状态可表明有效的ＦＦＳＫ数据是否进入ＣＭＸ４６９Ａ，并可通过载波检测来防止ＣＭＸ４６９Ａ接收虚假的数据。

ＣＭＸ４６９Ａ与单片机的接口电路设计主要分为两部分：发送接口电路设计和接收接口电路设计。发送接口电路由发送允许（ＴｘＥＮ）、发送时钟线（ＴｘＳＹＮＣ）、发送数据线（ＴｘＤＡＴＡ）三部分构成。此时的ＦＦＳＫ数据输出线（ＴｘＳＩＧＮＡＬ）用于输出经过调制的ＦＦＳＫ信号。接收接口则由接收允许（ＲＸＥＮ）、接收时钟线（ＲｘＳＹＮＣ）、载波检测（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｄｅｔｅｃｔ）、时钟同步接收数据线（ＣＬＯＣＫ ＤＡＴＡ）等四部分构成。此时，ＦＦＳＫ数据输入线ＲｘＳＩＧＮＡＬ为需要解调的ＦＦＳＫ／ＭＳＫ信号的输入端口。

ＴＸＥＮ为发送使能控制端口，当低电平发送使能后，在时钟信号ＴｘＳＹＮＣ的同步下，ＴＸＤＡＴＡ数据线上的信号将依次被采样，同时经过调制即可在ＴｘＳＩＧＮＡＬ引脚输出调制后的ＦＦＳＫ信号。在１２００ｂｐｓ下，该系统可将高电平“１”转换为１２００Ｈｚ的正弦波，而将低电平“０”转换为１８００Ｈｚ的正弦波，并由ＴｘＳＩＧＮＡＬ端口输出。其发送时序如图２所示，Ｔｘ-ＤＡＴＡ引脚信号将在时钟信号ＴＸＳＹＮＣ的上升沿被采样，因此，ＴＸＳＹＮＣ的上升沿必须有效并且保持稳定。设计程序时，应该在时钟信号的下降沿依次串行输出要发送的数据。拉高ＴｘＥＮ将使发送电路进入节能状态，这时ＴＸＳＹＮＣ将输出逻辑高电平，ＴｘＳＩＧＮＡＬ进入高阻态。ＴｘＥＮ由内部上拉为ＶＣＣ。
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