隨著(zhù)數據通信的發(fā)展和普及，調制解調器的應用范圍越來(lái)越廣。歸結起來(lái)，凡是需利用模擬信道實(shí)現數據傳輸的場(chǎng)合，都需要用調制解調器作為DCE，完成DTE與線(xiàn)路的連接。在很多場(chǎng)合，例如通過(guò)電力線(xiàn)通信專(zhuān)網(wǎng)傳輸各種自動(dòng)化信息時(shí)，要求進(jìn)行同步傳輸。但目前市售的調制解調器均只支持異步通信。針對這種情況，我們研制了同步調制解調器。該調制解調器選用支持同步通信的RC56D/SP調制解調器芯片組完成調制解調功能，采用TMS320F206數字信號處理器實(shí)現有關(guān)的智能控制。

1 RC56D/SP及TMS320F206簡(jiǎn)介

RC56D/SP是Conexant（原Rockwell）公司出品的56K調制解調芯片。RC56D/SP包括一片8bit的微控制器 MCU和一片數據泵 MDP，通過(guò)執行固化在1Mbit？128K×8RAM和2Mbit？256K×8ROM/Flash ROM內的固件來(lái)完成操作。該器件采用TCM網(wǎng)格編碼技術(shù)，兼容AT命令，支持V.42調制解調器鏈路存取協(xié)議（LAPM）和MNP10糾錯協(xié)議，支持V.80同步傳輸協(xié)議。在同步方式下，發(fā)送時(shí)鐘可采用內部、外部及從時(shí)鐘三種方式，且內置鎖相環(huán)具有時(shí)鐘提取功能，可從接收的同步數據流里提取與對端發(fā)送時(shí)鐘完全同頻同相的時(shí)鐘信號作為自身及DTE的接收時(shí)鐘，該芯片最高可支持33.6K/s的同步速率。

TMS320F206的CPU時(shí)鐘頻率為20MHz，具有豐富的片內外資源，且擁有功能強大的異步及同步串行口。

其同步串行口的發(fā)送和接收均涉及到一個(gè)4級先進(jìn)先出（FIFO）緩沖器。通過(guò)減少傳送過(guò)程中出現的發(fā)送或接收中斷的數量，FIFO緩沖器可減少CPU的開(kāi)銷(xiāo)？在發(fā)送或接收數據時(shí)。同步串行口的操作時(shí)鐘可由內部產(chǎn)生，也可來(lái)自一個(gè)外部時(shí)鐘源。采用內部時(shí)鐘方式時(shí)，發(fā)送和接收操作的最大速率為CPU時(shí)鐘頻率除以2。采用外部時(shí)鐘源時(shí)，數據傳輸速率將隨著(zhù)外部時(shí)鐘源變化。

同步串行口的數據發(fā)送和接收操作必須由相應的發(fā)送幀同步脈沖（FSX）和接收幀同步脈沖？FSR啟動(dòng)。FSX既可由內部產(chǎn)生，也可由外部產(chǎn)生。FSR必須由外部產(chǎn)生。

同步串行口有連續及突發(fā)兩種操作模式，可支持一系列應用。在連續模式下，只需要一個(gè)幀同步脈沖就可以連續發(fā)送或接收多個(gè)軟件包？在突發(fā)模式下，在每一個(gè)幀同步脈沖之后只允許發(fā)送或接收一個(gè)16bit單字。具有內部幀同步的連續發(fā)送時(shí)序和具有外部幀同步的連續接收時(shí)序分別如圖1a和圖1b所示。

同步串行口具有發(fā)送中斷（XINTs）和接收中斷？RINTs兩個(gè)硬件中斷，它通知處理器FIFO緩沖器需要服務(wù)。通過(guò)對中斷產(chǎn)生條件進(jìn)行適當的設置，可使數據的發(fā)送和接收連續不斷地進(jìn)行。

2 硬件電路設計及其工作原理

系統硬件電路原理框圖如圖2所示。

調制解調器采用異步連接同步傳輸的工作方式，即在異步方式下進(jìn)行連接，建立連接后進(jìn)入同步傳輸狀態(tài)。由于TMS320F206及MCU都為T(mén)TL電平，故它們之間可直接相連。異步串行口及同步串行口具體連線(xiàn)見(jiàn)圖3和圖4。

調制解調器異步和同步數據使用MCU上的相同數據口。因為MCU發(fā)送引腳上的數據即為從DTE過(guò)來(lái)將要發(fā)送出去的數據，而接收引腳上的數據為已經(jīng)解調的對端數據，故TMS320F206的異步或同步數據發(fā)送？TX或DX和接收？RX或DR引腳分別與MCU的數據發(fā)送？TXD和接收？RXD引腳對應相連。由于MCU異步功能僅用于調制解調器的設置及連接，故可不使用流量控制功能，即握手信號可不用。所以將MCU的RTS及DTR引腳接地，使其長(cháng)期有效。

TMS320F206數據發(fā)送采用外部時(shí)鐘、內部幀同步及連續模式。接收則采用外部時(shí)鐘及連續模式，接收幀同步脈沖由MCU控制產(chǎn)生。當調制解調器建立連接且MCU 接收到第一幀數據時(shí)，將控制脈沖形成電路產(chǎn)生一脈沖寬度與同步接收時(shí)鐘周期相同的單個(gè)脈沖，啟動(dòng)TMS320F206接收數據。因系統在無(wú)有用數據時(shí)也長(cháng)發(fā)一監測信號以保持連接狀態(tài)，故除非斷線(xiàn)，數據接收一經(jīng)啟動(dòng)就不會(huì )停止。TMS320F206的發(fā)送時(shí)鐘？TXCLK及接收時(shí)鐘？RXCLK均由調制解調器提供。

調制解調器發(fā)送時(shí)鐘分為內部、外部及從時(shí)鐘三種方式。它們可通過(guò)AT＆X0？1、2 命令來(lái)進(jìn)行設置。當設置為內部時(shí)鐘時(shí)，調制解調器發(fā)送時(shí)鐘由調制解調芯片內部振蕩電路提供。內部振蕩電路可產(chǎn)生300～56kHz之間的任一標稱(chēng)頻率。采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，外部時(shí)鐘XTCLK首先送入MDP、MDP一方面將之作為本芯片的同步發(fā)送時(shí)鐘，另一方面經(jīng)片內鎖相環(huán)輸出一個(gè)與XTCLK同頻同相的時(shí)鐘信號TXCLK，并將之送給MCU及TMS320F206作為同步發(fā)送時(shí)鐘。因為MDP內部鎖相環(huán)只能鎖定于任一標稱(chēng)頻率，所以必須使XTCLK頻率為300～33.6kHz之間的任一標稱(chēng)頻率。使用從時(shí)鐘方式時(shí)，調制解調器將采用從接收數據流里提取出來(lái)的時(shí)鐘作為發(fā)送時(shí)鐘，即本端發(fā)送時(shí)鐘與對端發(fā)送時(shí)鐘相同。本調制解調器發(fā)送采用外部時(shí)鐘。

調制解調器同步接收時(shí)鐘由本端MDP提供。MDP可從接收數據流里提取出與對端發(fā)送時(shí)鐘完全相同的時(shí)鐘信號RXCLK，以其作為自身以及MCU和TMS320F206的接收時(shí)鐘。

3 調制解調器工作方式設置

調制解調器缺省工作方式為異步方式。若想使其進(jìn)入同步工作方式，必須通過(guò)AT命令進(jìn)行設置。我們用到的有關(guān)同步方式設置的AT命令有以下幾條？+ES、+ESA、＆Q1以及＆X1。其中+ES命令用于使能或禁止同步傳輸模式。+ESA命令用于對同步傳輸模式一些相關(guān)特性進(jìn)行設置，如是否采用循環(huán)冗余碼校驗、是否采用反轉不歸零碼傳輸等。＆Q1命令用于控制調制解調器為異步連接同步傳送方式，即調制解調器以異步方式進(jìn)行連接，一旦連通就立即進(jìn)入同步傳輸方式。＆X1命令用于選擇外部時(shí)鐘作為調制解調器發(fā)送時(shí)鐘。

調制解調器的連接過(guò)程因系統的應用不同而不同。當經(jīng)過(guò)公用電話(huà)交換網(wǎng)進(jìn)行傳輸時(shí)，調制解調器可通過(guò)自動(dòng)應答方式進(jìn)行連接。這時(shí)調制解調器分為主叫端和被叫端。主叫端發(fā)起呼叫，即撥通被叫端用戶(hù)號碼。被叫端調制解調器通過(guò)檢測鈴流啟動(dòng)應答過(guò)程，被叫端自動(dòng)應答方式可通過(guò)ATS0=N？N=1．．．255命令來(lái)啟動(dòng)，其中N代表檢測到多少個(gè)鈴流信號后啟動(dòng)應答過(guò)程，N=0則禁止自動(dòng)應答功能。

當系統不經(jīng)過(guò)公用電話(huà)交換網(wǎng)進(jìn)行傳輸時(shí)，因線(xiàn)路上無(wú)鈴流信號，所以采用偽自動(dòng)應答方式。所謂偽自動(dòng)應答方式是指由DSP程序控制調制解調器進(jìn)行應答，而不是由調制解調器自身啟動(dòng)應答過(guò)程。實(shí)現原理如下：在被叫端線(xiàn)路口設計一個(gè)雙音多頻？DTMF信號音檢測電路，當主叫端發(fā)起呼叫時(shí)，只需撥任一雙音多頻號，該信號音檢測電路檢測到信號音后，即產(chǎn)生一個(gè)方波脈沖信號，觸發(fā)TMS320F206的INT1中斷。

TMS320F206進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，向調制解調器送入ATA（強制應答）命令，從而啟動(dòng)應答過(guò)程，與對端調制解調器建立連接。因線(xiàn)路上無(wú)撥號音，而調制解調器復位后的缺省狀態(tài)需要交換設備提供撥號音才能撥號，因此在對主叫端調制解調器進(jìn)行初始化時(shí)，必須加上ATX1命令。該命令可使調制解調器不需要撥號音便可直接撥號。調制解調器撥號操作可通過(guò)ATD（代表所撥號碼）命令執行。

4 系統工作流程

TMS320F206程序流程圖如圖5所示。

系統工作流程如下：系統上電復位后，TMS320F206首先進(jìn)行初始化，打開(kāi)異步口，然后檢測調制解調器是否準備好。若沒(méi)準備好，則對調制解調器再次復位；若準備好，則送ＡＴ命令進(jìn)入調制解調器？對調制解調器進(jìn)行初始化。即使能調制解調器同步口，將調制解調器設置為異步連接同步傳輸方式，采用外部時(shí)鐘以及對同步傳輸模式、傳輸速率等相關(guān)特性進(jìn)行設置。同時(shí)決定主叫端是否加上ATX1命令以及被叫端是采用何種應答方式。調制解調器每次收到正確AT命令且正確進(jìn)行相應操作后，會(huì )通過(guò)異步串口回送OK信號。因此，若TMS320F206收到OK信號，就表明初始化成功。調制解調器初始化完成后，主叫端便撥號啟動(dòng)呼叫，被叫端進(jìn)入自動(dòng)應答或偽自動(dòng)應答過(guò)程。連通后，調制解調器會(huì )回送CONNECT信息給TMS320F206。此后TMS320F206便禁止異步口、打開(kāi)同步口，開(kāi)始進(jìn)行同步數據傳輸。

本同步調制解調器研制完成后，曾在專(zhuān)用線(xiàn)路、公用電話(huà)線(xiàn)路和電力載波線(xiàn)路上進(jìn)行同步傳輸試驗，都獲得了比較好的傳輸效果。在需要利用模擬信道完成同步傳輸任務(wù)的場(chǎng)合，特別是在接入層，本調制解調器將具有廣泛的用途。