作者：倪彬斌 吳明光 周志華 鄒潤民

        摘要：介紹了一種基于AVR單片機(jī)Atmega8和調(diào)制解調(diào)芯片MSM7512設(shè)計(jì)的嵌入式Modem，詳細(xì)地闡述了Modem的硬件及軟件設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)中，鑒于單片機(jī)串口資源匱乏的問題，采用單片機(jī)上I/O模擬UART口的技術(shù)予以解決。上位機(jī)軟件用Delphi語言編寫，通過嵌入式Modem實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)方設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。

        關(guān)鍵詞：嵌入式Modem Atmega8 MSM7512B 模擬串口

        隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛。其核心部分是遠(yuǎn)程信息交換，即系統(tǒng)需要在地域分布廣泛的設(shè)備之間進(jìn)行信息的交換及協(xié)調(diào)工作。對于某些采集點(diǎn)分散、傳輸量不大、對速度要求又不高的信息交換系統(tǒng)，目前有兩種解決方案：一是采用Internet或現(xiàn)場總線技術(shù)，該方案鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用高，維護(hù)量大；二是利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)通過Modem進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這樣不僅可以擺脫伎的分布式總線系統(tǒng)繁瑣的布線、中繼、放大以及運(yùn)行過程中維護(hù)量大等問題，而且系統(tǒng)擴(kuò)展極為方便，基本不受設(shè)備地域的限制，該方案靈活實(shí)用且成本低廉。

    嵌入式Modem主要由單片機(jī)（或DSP）和調(diào)制解調(diào)芯片構(gòu)成。與通用Modem相比，嵌入式Modem具有體積小、易維護(hù)、外圍電路簡單、成本低廉等特點(diǎn)。在企業(yè)或住宅區(qū)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)使用嵌入式Modem，能夠節(jié)約大量的人力和財(cái)力，大大提高自動水平，因此具有較廣闊的應(yīng)用前景。本文介紹一種基于Atmel公司AVR系列單片機(jī)Atmega8和OKI公司調(diào)制解調(diào)芯片MSM7512的嵌入式Modem。

        1 嵌入式Modem的硬件設(shè)計(jì)

        系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示，上位機(jī)與PC機(jī)，下位機(jī)是遠(yuǎn)方的嵌入式Modem和設(shè)備。PC機(jī)是數(shù)據(jù)終端，通過嵌入式Modem與遠(yuǎn)方終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；嵌入式Modem以Atmega8為中心，控制MSM7512芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，通過外圍電路實(shí)現(xiàn)振鈴檢測、摘機(jī)、顯示信息、呼叫遠(yuǎn)方Modem等，它以RS232接口標(biāo)準(zhǔn)與上位機(jī)相連。

        1．1 Atmega8單片機(jī)簡介

        AVR單片機(jī)是美國Ateml公司生產(chǎn)的具有雙結(jié)構(gòu)的RISC單片機(jī)系列，具有較短的指令周期和較快的運(yùn)行速度。Atmega8是基于2002年推出的一款新型AVR高檔單片機(jī)，工作在16MHz時能達(dá)到16MIPS。該芯片內(nèi)部集成了8K字節(jié)Flash、1K字節(jié)內(nèi)部SRAM及512字節(jié)的E2PROM，具有豐富強(qiáng)大的硬件接口電路（32個通用寄存器，23個通用可編程I/O口，三個計(jì)數(shù)器，三個PWM通道，一個I2C的總線接口，一個USART接口，一個SPI接口，6通道的10位ADC及2通道的8位ADC），并且支持在線編程（ISP）和在應(yīng)用程序（IAP）。由于采用了小引腳封裝（PDIP28和TQFP/MLF32）形式，所以其價格僅與低檔單片機(jī)相當(dāng)，因此Atmgea8是一款性價比很高的8位單片機(jī)。

        1．2 MSM7512簡介

        MSM7512是日本OKI公司生產(chǎn)的一種價格低廉、功耗低、性能良好的調(diào)制解調(diào)芯片。該芯片滿足ITU-TV.23協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，由單電源（3～5V）供電，采用FSK半雙工調(diào)制解調(diào)方式，通信速率為1200bps，低功耗（典型值僅25mW），穩(wěn)定性好，具有片內(nèi)回音消除電路，模擬輸出可直接連入PSTN；并具有TTL接口，其FSK輸出信號可直接驅(qū)動600Ω的通信電路，外圍電路簡單，可方便地與數(shù)字系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，廣泛應(yīng)用于嵌入式Modem、數(shù)據(jù)傳輸和家庭安防系統(tǒng)中。圖2為該芯片的功能框圖。

    MSM7512有四種工作模式，由MOD1、MOD2端口進(jìn)行控制。當(dāng)MOD1=0、MOD2=0時，MSM7512工作于調(diào)制模式，XD輸入為“0”或“1”的數(shù)字信號，AO端則對應(yīng)輸出頻率為“2100Hz”或“1300Hz”的FSK信號；當(dāng)MOD1=1、MOD2=0時，MSM7512工作于解調(diào)模式，A輸入頻率為“2100Hz”或“1300Hz”的FSK信號，RD則對應(yīng)輸出解調(diào)后的“0”或“1”數(shù)字信號；當(dāng)MOD1=0、MOD2=1時，MSM7512工作于環(huán)路自測模式，用于檢測芯片工作是否正常；當(dāng)MOD1=1、MOD2=1時，MSM7512工作于節(jié)電模式，此時MSM7512功耗僅為0.1mW，其它模式一般功耗為25mW。在本設(shè)計(jì)中所使用的工作模式是FSK調(diào)制發(fā)送及接收模式。

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