原标题：基于无线调制解调芯片MX919芯片实现高速无线MODEM设计方案

基于无线调制解调芯片MX919实现高速无线MODEM设计方案

引言

随着无线通信技术的迅猛发展，其在移动通信、车辆调度指挥、空中交通管制系统等领域的应用日益广泛。然而，我国目前广泛使用的VHF/UHF电台多为模拟语音电台，以短波、超短波话音通信为主，直接进行数据传输的能力较低，难以满足当前数字化数据传输的需求。针对这一问题，本文提出了一种基于无线调制解调芯片MX919的高速无线MODEM设计方案，旨在高效利用现有模拟电台资源，实现数据信号的无线传输。

MX919芯片概述

MX919是MX.COM公司推出的一款高性能无线调制解调芯片，它支持4电平FSK（Frequency Shift Keying）调制和解调，内部集成有可编程工作寄存器，能够方便地与主机和电台进行通信。该芯片通过音频接口与话音电台相连，通过并口与CPU连接，实现数据信号的无线传输。MX919具有半双工工作方式，波特率高达19.2kbps，适用于对数据传输速率有较高要求的场合。

系统设计方案

1. 系统组成

整个系统主要由通信控制器、MX919调制解调芯片和语音模拟电台三大部分组成。通信控制器作为系统的核心，负责系统的主控制，包括与数据源（如GPS接收机、计算机等）的RS-232通信接口、对MX919的编程和控制，以及产生电台必需的控制信号（如PTT、SPLINT等）。

2. MX919在系统中的作用

MX919调制解调芯片在系统中扮演着至关重要的角色。它作为数据信号的转换桥梁，将来自主机的数字数据通过4电平FSK调制转换为适合电台传输的模拟信号，并能在接收端将电台传来的模拟信号解调还原为原始数字数据。MX919的具体作用如下：

• 数据打包与解包：在数据发送模式下，MX919接收来自主机的数字数据，并按照预定的数据打包格式进行打包处理。在数据接收模式下，则对接收到的模拟信号进行解调，并恢复出原始数字数据。

• 编码与解码：为了减少无线通信中的误码率，MX919对原始基带信号进行编码处理，并加入CRC（Cyclic Redundancy Check）检错和FEC（Forward Error Correction）纠错功能。在接收端，MX919则对接收到的信号进行解码处理，恢复出原始基带信号。

• 交织编码：为了抗突发错误，MX919还采用了交织编码技术。该技术通过将数据分散存储并交叉传输，使得在传输过程中即使发生局部错误，也能通过解码恢复出大部分数据。

• 调制与解调：MX919支持4电平FSK调制和解调，能够将数字信号调制为适合电台传输的模拟信号，并在接收端进行解调处理。

3. 主控芯片型号及其作用

在本设计方案中，通信控制器作为系统的主控芯片，其型号选择应根据具体需求和系统复杂度来确定。常见的适用于此类应用的主控芯片包括但不限于以下几种：

• STM32系列单片机：STM32系列单片机以其高性能、低功耗、丰富的外设接口和易于开发的特点，在嵌入式系统中得到了广泛应用。其强大的处理能力能够满足系统对数据处理和实时控制的需求。

• PIC系列单片机：PIC系列单片机也是一款性能优异的嵌入式微控制器，具有指令集简单、功耗低、成本低廉等优点。对于资源受限的场合，PIC系列单片机是一个不错的选择。

• ARM Cortex-M系列处理器：ARM Cortex-M系列处理器是专为嵌入式应用设计的低功耗、高性能处理器，具有出色的实时性能和丰富的外设接口。其强大的处理能力能够满足系统对高速数据处理和复杂控制算法的需求。

以STM32系列单片机为例，其在本设计方案中的作用主要包括：

• 系统控制：负责整个系统的时序控制、状态监测和异常处理等工作。

• 数据处理：接收来自外部数据源（如GPS接收机、计算机等）的数据，并进行必要的处理（如滤波、编码等）。

• 通信控制：通过RS-232接口与数据源进行通信，通过并口与MX919调制解调芯片进行通信，并产生电台所需的控制信号（如PTT、SPLINT等）。

• 软件实现：负责实现系统的软件部分，包括主控模块、数据发送模块、数据接收模块、初始化模块等。其中，主控模块负责整个系统的控制工作；数据发送和数据接收模块负责与MX919调制解调芯片进行交互，实现数据的发送和接收；初始化模块则负责系统的初始化工作，包括定时器、串口、中断寄存器等的初始化。

软件设计

在软件设计方面，需要了解MX919各个寄存器的功能，特别是命令寄存器、控制寄存器和状态寄存器。软件设计主要包括以下几个模块：

• 主控模块：该模块是系统的核心，负责协调各个子模块的工作。它根据系统需求，调度数据发送、接收、处理以及电台控制等功能。主控模块通过中断、轮询或事件驱动等方式，确保各个任务的有序执行。

• 数据发送模块：当系统需要发送数据时，数据发送模块首先从数据源（如GPS接收机、计算机等）接收数据，并进行必要的预处理（如打包、编码等）。然后，它通过并口将处理后的数据发送给MX919调制解调芯片，并触发MX919进行调制和发送。在此过程中，主控模块还需控制电台的PTT（Push-To-Talk）信号，确保在发送数据期间电台处于发射状态。

• 数据接收模块：当电台接收到来自其他电台的模拟信号时，这些信号首先被MX919调制解调芯片解调为数字信号。数据接收模块负责从MX919接收解调后的数据，并进行必要的后处理（如解包、解码、校验等）。如果数据校验正确，则将其传递给上层应用；如果校验错误，则根据错误处理策略进行相应的处理（如重传、丢弃等）。

• 初始化模块：在系统启动或复位后，初始化模块负责配置系统各个部分的初始状态。这包括配置MX919调制解调芯片的工作模式、波特率、调制方式等参数，以及配置主控芯片的外设接口（如串口、并口、定时器等）和中断向量表等。通过初始化模块的设置，系统能够进入正常工作状态，准备进行数据传输。

• 电台控制模块：电台控制模块负责生成和控制电台所需的控制信号（如PTT、SPLINT等）。这些控制信号根据系统的工作状态和数据传输需求进行动态调整。例如，在发送数据前，电台控制模块会激活PTT信号，使电台进入发射状态；在数据发送完成后，则会释放PTT信号，使电台回到接收状态。

硬件接口设计

在硬件接口设计方面，需要确保MX919调制解调芯片与主控芯片、电台之间的接口连接正确无误。这包括并口连接、音频接口连接以及控制信号连接等。

• 并口连接：MX919调制解调芯片通过并口与主控芯片进行通信。在并口连接中，需要确保数据线、地址线、控制线的连接正确，并且信号电平兼容。此外，还需要注意并口的时序要求和数据传输协议，以确保数据能够准确无误地传输。

• 音频接口连接：MX919调制解调芯片通过音频接口与电台相连。在音频接口连接中，需要选择合适的音频耦合方式（如变压器耦合、电容耦合等），并确保音频信号的幅度、频率等参数与电台的接收范围相匹配。此外，还需要注意音频接口的阻抗匹配和噪声抑制等问题，以提高信号传输的可靠性和稳定性。

• 控制信号连接：电台控制模块生成的控制信号（如PTT、SPLINT等）需要通过适当的电路连接到电台的控制端子上。在控制信号连接中，需要注意信号的驱动能力和隔离保护等问题，以确保控制信号能够稳定可靠地控制电台的工作状态。

系统测试与优化

在系统设计完成后，需要进行全面的测试以验证系统的性能和可靠性。测试内容应包括功能测试、性能测试、稳定性测试和兼容性测试等。

• 功能测试：验证系统的各个功能模块是否能够正常工作。例如，测试数据发送模块是否能够正确发送数据；测试数据接收模块是否能够正确接收并处理数据；测试电台控制模块是否能够准确控制电台的工作状态等。

• 性能测试：测试系统的数据传输速率、误码率等性能指标是否满足设计要求。例如，可以通过发送大量数据并统计接收到的数据量和错误数据量来计算系统的数据传输速率和误码率。

• 稳定性测试：在长时间连续工作的条件下测试系统的稳定性。例如，可以连续发送和接收数据数小时或数天，观察系统是否出现死机、重启或数据丢失等问题。

• 兼容性测试：测试系统与其他设备或系统的兼容性。例如，可以测试系统与其他品牌或型号的电台的兼容性；测试系统在不同环境（如温度、湿度、电磁干扰等）下的工作稳定性等。

在测试过程中发现的问题需要及时记录并进行分析处理。对于系统性能不满足设计要求的情况，可以通过优化算法、调整硬件参数或改进软件设计等方式进行改进。通过不断的测试和优化，可以确保系统达到最佳的性能和可靠性。

结论

基于无线调制解调芯片MX919实现的高速无线MODEM设计方案能够有效地利用现有模拟电台资源，实现数据信号的无线传输。通过合理的系统架构设计、软件实现和硬件接口设计，可以确保系统具有高性能、高可靠性和易于维护的特点。在实际应用中，该方案可以广泛应用于移动通信、车辆调度指挥、空中交通管制系统等领域，为数据传输提供有力的支持。