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用CMX644A设计低功耗调制解调器 中南大学、湖南计算机股份有限公司黄深喜 中南大学樊晓平 长沙电力学院杨安平 摘要介绍采用CML公司的CMX644A芯片设计低功耗、低速MODEM的方法，可应用于公用电话网（PSTN）的通信设备或电子装置中。文中包括CMX644A特点、引脚说明、硬件设计及软件设计。 关键词相移键控（PSK）调制解调器（MODEM）数据访问装置（DAA）双音多频（DTMF） 图1CMX644A示意图CMX644A是CML公司最近推出的支持V22或Bell 212标准的MODEM芯片，采用相移键控（PSK）调制方式，可在公用电话网（PSTN）实现1200bps全双工的数据通信。它采用低电压、低功耗工艺;工作电压可低至27V;工作时的典型电流仅为27mA，节电模式下的典型电流为1μA。可以广泛应用于直接由电话网供电的通信装置，如家庭银行电话、IC卡电话、报警装置等。 一、 CMX644A简介 1 CMX644A的特点 (1) 支持V22/Bell212A标准，PSK调制方式，速率为1200bps，全双工通信; (2) 集成了双音多频（DTMF）编码器; (3) 具有呼叫进程/精确应答音频检测功能; (4) 集成了电话线反向检测器和振铃检测器; (5) 集成了完整的UART功能单元; (6) 低电压操作（可低至2.7V）。 2 CMX644A的引脚说明 CMX644A采用24引脚SOIC和DIP两种封装，二者对应的引脚功能是一致的，其示意图如图1所示，引脚说明如表1所列。 表1CMX644A的引脚功能说明 引脚〖〗信号名称〖〗功能说明1〖〗XTALN〖〗P片内振荡器的反向输出端2〖〗XTAL/CLOCK〖〗P片内振荡器的输入端/外部时钟输入端3〖〗SERIAL CLOCK〖〗C\ BUS接口的时钟信号4〖〗COMMAND DATA〖〗C\ BUS接口的命令与数据输入端口 （高位在前，低位在后）5〖〗REPLY DATA〖〗C\ BUS接口的命令与数据输出端口 （高位在前，低位在后）6〖〗CSN〖〗C\ BUS的使能端口7〖〗IRQN〖〗中断输出信号8〖〗TOP〖〗发送增益控制的输出端口9〖〗TXO〖〗线驱动放大器的输出端口 续表1 引脚〖〗信号名称〖〗功能说明10〖〗TXN〖〗线驱动放大器的反向输入端口11〖〗TXON〖〗线驱动放大器的反向输出端口12〖〗VSS〖〗地13〖〗VBIAS〖〗内部电路的偏置电压，大小为VDD的1/2,要求接滤波电容14〖〗RLYDRV〖〗继电器的驱动控制端口15〖〗RXP〖〗接收放大器的正向输入端16〖〗RXN〖〗接收放大器的反向输入端17〖〗RXO〖〗接收放大器的输出端18〖〗RT〖〗为组成振铃和线极性反向检测器的一部分19〖〗RD〖〗振铃和电话线极性反向检测器的信号输出端20~22〖〗NC〖〗空脚23〖〗ATODCAP〖〗芯片内部接收器的AD转换参考电压24〖〗VDD〖〗电源图3振铃检测电路和振铃原理示意图二、 硬件设计 基于CMX644A的低功耗调制解调器的硬件设计主要包括：CMX644A与单片机\[1，2\]的接口电路、与电话线的接口电路和振铃电路三部分。为了设计完整的低功耗的MODEM，控制CPU采用ATMEL公司的低电压、低功耗单片机AT89LV51\[3\]。 1. 与单片机的接口电路 CMX644A与AT89LV51的接口是通过C\ BUS总线实现的。C\ BUS总线与MOTOROLA公司的SPI总线和NS公司的MICROWIRE总线非常类似。AT89LV51可通过P1.0、P1.1、P1.2、P1.3用软件分别仿真C\ BUS总线的SERIAL CLOCK、COMMAND DATA、RELAY DATA、CSN信号的时序，实现对CMX644A的控制。该部分电路参见图1。 2. 与电话线的接口电路 针对国内的公用电话网，我们设计了CMX644A与电话网的接口电路，并根据相关国家标准和行业标准的要求进行调试，最后确定了阻容器件的参数。这部分电路的核心是由R11、R15、R16、R17、C13构成的2线\ 4线混合电路。该电路有效地实现了CMX644A与电话网的耦合，并将CMX644A的收发引脚的相互干扰降低到最小，电路如图2所示。 图2CMX644A与电话网的接口电路3. 振铃检测电路 振铃检测电路和振铃原理示意图如图3所示。振铃信号为交流电压信号，加载在电话线两端，经振铃电路处理后再接到CMX644A的RD和RT脚。CMX644A所能检测到的振铃信号的最低电压平均值为\[0.7+Vthi(R20+R22+R23）/R23\]0.707（单位：V）。当CMX644A工作在3.0~5.5V时，图3的阻容参数可保证能检测到电压平均值为40V及以上的振铃信号。 三、 软件设计 软件设计主要包括发送PSK方式数据的程序和接收PSK数据的程序。程序流程图如图4和图5所示。软件用MCS\ 51汇编语言设计。采用汇编设计可使MODEM软件代码更加简洁、高效，源代码汇编、连接之后产生的执行代码长度不超过4KB，可烧录在AT89LV51的片内存储器中。 图4发送PSK方式数据的流程图图5接收PSK方式数据的流程图结束语 在很多应用中，供电的特殊情况决定了MODEM必须具有低电压、低功耗的特性。本文提出的设计方法成功地解决了这些问题，具有较大的实用价值。MES 参考文献 1何立民.MCS\ 51系列单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1994 2孙涵芳,等.MCS\ 51、96系列单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，1996 3Microcontroller Data Book.ATMEL Corporation,1997

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来源:单片机与嵌入式系统应用 作者:中南大学 湖南计算机股份有限公司 黄深喜;中南大学 樊晓平长沙电力学院 杨安平 时间:2006/2/12 0:00:00