MSP430 单片机在微型低功耗数据广播接收机中的应用 - 微控网.PDF

www.M 控设计网 MSP430 单片机在 型低功耗数据广播接收机中的应用 作者: 北京广播学院数据广播研究所 杨霏 出处: 由T I 提供 要：本文详细阐明了MSP430 单片机的特点及它在 型低功耗CPFSK 调频多工数据广播接收机中的应用，并 重点分析了用MSP430 单片机实现位同步和帧同步的方法，以及 用的序列去扰、卷积交织、RS 纠错码等技术， 亦对整套系统的功能实现做了简要介绍。 关键字： 位同步 帧同步 前方保护时间 后方保护时间 一、 引言 我们独立自主开发了数据广播编码器和微型低功耗调频数据广播接收机，整套系统 用连续相位频移键控 （CPFSK）调制方式，副载波频率为72KHz，占用带宽约16Khz，数据传输速率4.8KHZ。 用CPFSK 调制方式使 接收机易于实现，与QPSK 的调制方式相比对相位稳定度要求不高，不易受外界温度噪声的影响，而且在信号解 调处理时实现低功耗。 由于在发送端先后进行了数据编码、信道调制、线性调频，所以接收设备要完成信号逆处理。硬件结构框图 二、MSP430 单片机的特点及在接收机中的应用 TI 公司MSP430 系列单片机的超低功耗特性（运行在1MHz 时钟条件下工作电流视工作模式不同为0.1-400uA）、 强大的外围模块功能、体积小等优点适合作为接收机的CPU。MSP430 系列中的各成员集成了较多的片上外围资 源，包含 12 位A/D，精密模拟比较器，硬件乘法器，2 组频率可达8MHZ 的时钟模块，2 个带有大量捕获/比较 寄存器的 16 位定时器，看门狗，2 个可实现异步、同步及多址访问的串行通信接口，数十个可实现方向设置及 中断功能的并行输入、输出端口等。 MSP430F123 单片机作为CPFSK 数据广播接收机的CPU 主要对基带数据进行处理，完成数据链路层的工作 Page 1 of 7 基于模拟前端信号处理与控制技术的专业论坛、网站. [MSP430 单片机、虚拟综合示波器] 电话:0755 www.M 控设计网 数据解码 位同步 帧同步 序列去扰 去交织 R-S 纠错解码 CRC-16 校验 三、数字通信中的同步问题 数据通信中，同步是非常重要的问题，通信系统是否可靠、接收灵敏度是否达到标准，很大程度上依赖于同步 技术的优劣。 1、同步不确定性的来源 实际通信系统中，收发站之间会由于电波传播中的多径效应引起码相位、载波中心频率相位的延迟，而且在传 输信道中随机噪声的叠加引起传输波形的失真，连接在接收滤波器之后的判 电路也很难保证无差错的恢复 基带信号。这些都会导致同步的不稳定性。 2、实现同步的几种方法 按同步功用分类可分为载波同步、位同步、群同步和网同步。 按传输同步信息的方式可分为外同步法和自同步法。外同步法：是由发送端发送专门的同步信息，接收端把这 个专门的同步信息检测出来作为同步信号。自同步法 发送端不发送专门的同步信息，而是由接收端设法从接 收信号中提取同步信息。 本接收机的CPU 要完成的功能中只涉及到位同步和帧 （群）同步，由于不能从硬件解调FSK 信号中恢复位同步 时钟，所以 用自同步的方法来实现位同步，以下结合MSP430 单片机的特点分析位同步和帧同步的实现方法。 四、位同步 由于本接收机接收的码元速率为4.8KHZ，用CPU 捕捉位同步信息，然后进行 样，在配合RS 纠错，即可达到 数据准确传输的要求。 （一）、位同步的方法 方法一、 〈图1〉 Page 2 of 7 基于模拟前端信号处理与控制技术的专业论坛、网站. [MSP430 单片机、虚拟综合示波器] 电话:0755 www.M 控设计网 设置接收端恢复出的同步时钟的频率为5 倍的码元频率，这样就在一个码元周期内，设置了5 个 样点。位同 步可以分为两个过程：捕获、同步跟踪。 1、 捕获，即找到正确的同步时钟起始点。在接收的数据中，只有0、1 跳变沿才能为我们提供位同步信息，如 果数据长时间为