该模块通过地址译码把TLV1571和TLC7528分别映射到I/O空间的0x0002和0x0001 , 保证在C5402访问数据总线时只有一个芯片处于选通状态 。在程序开始时要对TLV1571的工作方式进行初始化 , 通过写入控制字0x00C0和0x0100 , 把他配置成使用内部时钟、软件启动采样、二进制输出的模 式[2] 。C5402将串口引脚FSX0设置为通用输出引脚 , 控制TLV1571的读信号 。在每次定时中断中产生相应的触发信号启动D/A和A/D转换 , 通过改变定时中断的频率就可以灵活地更改采样率和D/A转换频率 。
2.3 异步串行接口及EPROM模块设计
异步串行接口及EPROM模块与C5402的连接如图3所示 。
本方案利用了C5402的缓冲串口McBSP0的2个引脚:BDR0和BDX0作为通用的输入和输出引脚 , 用来模拟异步串口 , 采用MAX232芯片将C5402输出的TTL电平转换为符合RC232标准的电平 , 可以与遵循该标准的器件进行通信 。EPROM芯片采用了AT29C512 , 其存储容量为64 k×8 b , 用来存储程序代码和完成自举加载 。
3 系统软件设计
3.1 系统软件总体流程
程序开始时 , 先要进行初始化 , 对一些初始值和硬件状态进行设置 , 之后就进入数据收发的进程中 。接收中心首先发送一个“查询”信号 , 开始一次数据接收 , 并为整个通信网提供定时的基准 。用户检测到“查询”信号后 , 假如有数据需要发送 , 则在属于自己的时间段内发送数据 。接收中心以一定的时间间隔不断发送“查询”信号 , 由此实现双向的数据传输 。软件流程分别如图4和图5所示 。
3.2 信号检测算法流程
设采样率为f样本/s , 码元速率为Rb/s , 则对每 个码元采样得到的点数为:N=f/R 。在DSP的RAM中设置一个滑窗 , 其长度为N , 用来保存采样结果 , 每次采样后用新样本覆盖滑窗中最老的样本 , 实现数据的更新 。在RAM中预先保存了对导频信号进行数字化得到的N点的本地导频序列 , 以及对MFSK信号进行数字化得到的N×M的本地MFSK序列 , 并开辟N点的缓冲区用来保存做导频检测时的相关结果 。信号检测算法的流程如图6所示 。
4 实验测试结果
作者根据组网方案和设计的软、硬件 , 使用解放军某工厂生产的边海防短波电台组建了一个包含3个用户 , 1个接收中心的星型网络 , 并在此网络上测试组网方案 。
实验设定波特率为100 Baud , 采用4FSK信号调制方式 , 比特率达200 b/s;选择m序列的长度为15 , 在每段数据信号之前 , 插入20个周期的位同步导频 。在接收端为了防止对于同步导频的漏检和虚警 , 采取连续检测到8个周期的导频信号后 , 开始对接收信号进行非相干解调的方法 , 并根据平方率检测器输出的平方和结果的值的大小 , 判定数据信号是否已经起始 。根据用户数据长度 , 每个用户分配给1 s的定时时间 , 实现多用户的组网 。
测试结果表明 , 所组建的短波电台无线数传网络 , 可以准确地完成信息的发送和接收 , 实现了组网的功能 。
5 结 语
使用短波电台组建无线数传网络是一项具有现实意义的工作 。本文从短波信道和短波电台的特性出发 , 提出了一种采用时分多址(TDMA) , 时分双工(TDD) , 多进制频率键控(MFSK)的组网方案 , 并根据该方案设计了基于DSP芯片的系统软、硬件 , 实验证实该系统完成了组网的功能 。本方案已经在解放军某部组建的预警信息网络中得到了应用 。
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