抛弃式海水温度测量仪数据传输系统设计
3 系统硬件电路
系统采用日本OKI公司的可编程异步频移键控调制解调芯片MSM7512B实现FSK调制和解调。它具有体积小、功耗低、温度适应范围广、外围元件少、有较宽的电压工作范围等特点,使用和调试也很方便。MSM7512的基本特征是:符合ITU2T V.23规则,半双工工作方式,1 200 b/s;具有75 b/s的反向传输信道;3~5 V电源工作范围;低功耗,工作模式25 mW(VDD=5 V),9 mW(VDD=3 V),节能模式100 μW;内置混合阻容回路;内置模拟回路环自检功能;内置3.58 MHz晶体振荡回路;数字输入/输出接口与TTL电平兼容。1 200 b/s可以满足探头和被投掷单元主体之间的数据传输要求;3 V的工作电源与数据采集单元相同,简化了电源电路;低功耗特性适用于系统的工作环境;TTL电平方便与单片机接口。
MSM7512B的引脚MOD1和MOD2为工作方式选择端,可选择四种工作方式。方式一和方式二的工作状态如表1所示。方式三(MOD1=0,MOD2=1)为自环测试模式,此模式下MSM7512B的发送端与接收端内部相接,发送滤波器、接收滤波器都与同一个信道相连。测试时,发送数据应与接收数据一致。方式四(MOD1=1,MOD2=1)为节能模式。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/192809.htm
系统工作在方式一模式下。为测试信道的频率幅度特性,使用信号发生器模拟MSM7512B的发送频率信号,通过1 000 m导线后用示波器接收,3 V电源测量结果如下:信号频率2 100 Hz时,示波器显示3.26 V,信号频率为1 300 Hz时,示波器显示3.14 V,可以看出信号幅度基本不变,理想状况下可由MSM7512B芯片直接连接传输信道。由于海洋环境复杂,有动力噪声、环境噪声、地震噪声等各种干扰因素,可在信道两端增加信号放大器。
MSM7512B支持TTL电平,可与MSP430单片机直接相连,接口电路如图2所示。
数据接收端“RD”和数据发送端“XD”与MSP430单片机串行通信模块USART接口相连,实现与MSP430单片机之间的数据通信。由MSP430单片机的I/O口输出控制电平控制MSM7512B的工作方式选择、载波检测、信号使能以及环路自检功能。X1和X2之间内置了1 MΩ的反馈电阻,同时X1和X2对地分别接了一个近似10 pF的电容,3.58 MHz的晶体振荡器可直接与X1和X2引脚相连。接收端“AI”和发送端“AO”通过2.2μF的电容与外部信号相连,电容起到通交流隔直流的作用。与电源相连的“VDD”端通过去耦电容接地,消除交流分量。
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