无线数据传输系统的实现
系统总体框图及其原理
系统框图如图1所示，作为数据的双向传输系统，每一方都必须具有数据的发送和接收功能，因此通信双方的结构是等价的。它们都是由RS-232电平转换电路、单片机电路、无线调制解调器和超短波电台组成的。计算机发送数据时，首先由RS-232电平转换电路将计算机串口发送数据的RS-232电平转换为单片机所能接收的TTL电平，单片机接收到数据后，在单片机的控制下将数字信号送入无线调制解调器芯片进行调制，调制后的模拟信号送往超短波电台的发送语音通道，并由超短波电台发射出去。接收方的超短波电台收到发射方的发射信号后，电台内的鉴频输出端将输出恢复后的模拟信号，此信号送到调制解调器芯片，解调出数字信号，将此信号送入单片机进行处理，在单片机的控制下，将收到的数字信号依次经RS-232电平转换电路将TTL电平转换为计算机串口所需的RS-232电平，并由计算机对收到的信号进行处理.
图1 系统框图
图2 MSM6948原理框图
图3 硬件电路
图4 控制板与电台的连接
图5 软件流程图
硬件电路设计
在硬件电路中，单片机是整个系统的核心，它决定了整个系统的总体结构和可升级能力。在本系统中，单片机采用ATMEL公司的AT90系列单片机AT90S8515。无线调制解调器采用OKI公司的MSM6948芯片，RS-232电平转换电路采用MAX232。由于MAX232的应用已相当普遍，在此不再赘述。下面主要介绍AT90S8515及MSM6948的特性以及具体的电路实现方法。
AT90S8515的特点
ATMEL公司的90系列单片机是增强RISC内载FLASH的单片机，具有运行速度快、功耗低等特点。AT90S8515内含8K字节FLASH存储器和512字节SRAM，在一般情况下无需扩展外部程序存储器和数据存储器。它还具有高保密性，程序存储器FLASH具有多重密码锁死(LOCK)功能，绝不可能泄密。在对程序存储器FLASH编程方面，可通过SPI串行接口或一般的编程器进行重新编程，因而可对用AT90S8515组成的系统进行在系统编程(ISP-In System Programming)，给新产品的开发、老产品升级和维护带来极大的方便。
MSM6848的特点及工作原理
MSM6948采用MSK调制方式、单5V供电、片内开关电容滤波、低功耗CMOS技术，具有内部晶振电路、传输速度为1200bps，原理框图如图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的时钟输出，作为单片机的时钟输入。SD端为发送数据的输入端，AO为经调制输出的模拟信号。发送数据时，ST端输出1200Hz的时钟信号作为单片机发送数据时的同步信号，并将ST的上升沿采样到的SD电平作为实际的发送数据送到MSK调制器。
AI端为接收到的模拟信号输入端，RD端为解调后的数字信号输出端，在输出数字信号的同时，由RT端输出同步信号，以供单片机在此同步信号的同步下接收解调后的数字信号。
硬件电路
AT90S8515与MSM6948的硬件电路如图3所示。在本电路中，AT90S8515的MOSI、MISO、SCK、RESET端作为串行编程的编程端口；RXD和TXD作为与数字终端进行数据交换的接收、发送端，在此通过MAX232芯片与计算机的RS-232串口相连，以便与计算机进行数据交换。
在与电台接口方面，MSM6948的AI和AO端可分别与电台的鉴频输出和鉴频输入相连，完成模拟信号的接收和发送，同时单片机的PTT端控制电台的无线发射。具体连接方式如图4所示.
软件设计
本软件的主要任务是在单片机CPU的控制之下完成数据的正确传输，这包括PC机经标准RS-232接口与单片机进行数据互传，以及单片机和MSM6948之间的数据交换。
PC机的数据和单片机的数据交换采用异步工作方式，它是利用单片机的串行接口与计算机之间在规定的协议下进行数据交换的，因此在编程时首先要对串行口进行初始化。
单片机和MSM6948之间的数据交换为同步工作方式。单片机在同步信号的控制下，逐位接收和发送数据，达到双方的同步工作。程序流程图如图5所示.
结语
本文介绍的是通过现有电台在计算机之间进行无线数据传输的实现方法。除此之外，如果将AT90S8515的串口与GPS接收板的数据端相连，便可组成GPS卫星定位系统及车辆调度系统；如果将AT90S8515的串口与数据采集系统的数据端相连，便可组成远程无线采集及控制系统。因此本方案的应用非常广泛，可广泛地应用在出租、公安、运输、水利等行业。■
参考文献：
1． 宋建国．AVR单片机原理及应用．北京航空航天大学出版社，1998
2． 耿德根．AVR高速嵌入式单片机原理与应用，2000
3． MSM6948 Application note，1998
评论