基于MODEM實(shí)現的遠距離多機主從式通信技術(shù)

1 概述
隨著(zhù)計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，數據通信已經(jīng)成為一種應用廣泛的通信方式，它利用通信系統將數字、字母以及字符以二進(jìn)制形式在計算機之間進(jìn)行傳輸、交換和處理。數據通信可以在2臺及2臺以上的微機之間、微機與單片機之間以及單片機與單片機之間進(jìn)行，通過(guò)通信通道(如公用電話(huà)網(wǎng)、光纖通道、微波通道、衛星通道)將機器連接。單片機主要作為從機，廣泛用于自動(dòng)監視、測量、控制等技術(shù)領(lǐng)域。而微機則作為主機，安裝在條件優(yōu)越的環(huán)境中。單片機與微機間利用公用電話(huà)網(wǎng)通過(guò)MO-DEM實(shí)現遠程數據通信，其原理框圖如圖1所示。

2 MSM7512BRS簡(jiǎn)介
MSM7512BRS是日本OKI公司生產(chǎn)的FSK調制解調器，該器件符合ITU-TV.23規則，采用半雙工的工作方式，波特率為1200 kb/s；具有75 kb/s波特率的反向傳輸通道；低功耗：工作模式下25 mW(VDD=5 V)和9 mW(VDD=3 V)；節能模式下為100μw；內置混合阻容電路；內置模擬電路環(huán)自檢功能；內置3.58 MHz晶體振蕩電路；數字輸入/輸出接口與TTL電平兼容。
MSM7512BRS采用16引腳DIP封裝，其引腳功能說(shuō)明如表l所列。

MSM7512BRS由MODI和MOD2引腳選擇四種工作方式。具體的工作方式如表2所列。方式1為單工工作方式。當XD=l時(shí)，AO端口的發(fā)送信號頻率為l 300Hz，當XD=0時(shí)，AO端口的發(fā)送信號頻率為2 100 Hz。接收電路模擬輸入端AI和接收電路數據輸出端RD與內部的電路斷開(kāi)；方式2為全雙工工作方式。接收1 200 bit/s信號的同時(shí)也以75 bit/s的速率發(fā)送應答信號，其信號頻率當XD=l時(shí)為390Hz，當XD=O時(shí)為450 Hz。方式3為模擬回路環(huán)自檢工作方式。從XD端輸入的數字信號經(jīng)過(guò)芯片中的調制電路、發(fā)送帶通濾波器和解調電路，由RD端輸出數字信號，從而檢測芯片的內部功能是否正確；方式4為節能工作方式，此時(shí)芯片的最大功耗為100μW。

3 MSM7512BRS在通信中的應用
單電源MSM7512BRS可以很方便地用于設計高速率、高性能的通信網(wǎng)絡(luò )。它具有外圍元件數目少，工作電壓范圍寬，驅動(dòng)能力強等特點(diǎn)，可以廣泛應用于遠程控制系統，遠程通信系統等領(lǐng)域，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信的方式進(jìn)行信號傳輸。在有線(xiàn)傳輸方式中，可以用專(zhuān)用的雙線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，也可以通過(guò)電話(huà)線(xiàn)進(jìn)行傳輸。它與電話(huà)線(xiàn)的接口電路由600Ω阻抗的音頻變壓器外部的輸入/輸出電壓調整電路組成。在線(xiàn)上傳輸的信號電壓和集成電路接收的信號電壓可以根據實(shí)際需要獨立設置。
3.1 主機使用計算機的數據傳輸方式
MSM7512BRS與PC機接口電路如圖2所示。

MAXl488E是用于惡劣環(huán)境下的四組低功耗線(xiàn)驅動(dòng)器，它的輸入與TTL電平兼容。光電隔離電路可以切斷前后電路電氣的直接關(guān)系，消除地線(xiàn)阻抗和遠距離電位差對計算機產(chǎn)生的影響。系統發(fā)送數據時(shí)，計算機發(fā)出的數據信號經(jīng)MAXl488E將RS-232電平轉換為T(mén)TL電平，然后經(jīng)過(guò)光電隔離電路將信號連接在MSM7512BRS的XD端進(jìn)行調制，調制出的FSK信號再經(jīng)過(guò)信號處理電路經(jīng)電話(huà)線(xiàn)傳輸出去。接收數據時(shí)，由電話(huà)線(xiàn)輸入的模擬信號經(jīng)過(guò)信號處理電路后，輸出的FSK信號進(jìn)入MSM7512BRS的AI端口進(jìn)行解調，由RD端輸出數字信號經(jīng)過(guò)光電隔離到MAXl488E器件，可將TTL電平轉換為RS-232電平輸入計算機進(jìn)行處理。
3.2 從機使用單片機的數據傳輸方式
MSM7512BRS調制解調器的XD和RD端電平均與TTL電平兼容，可以與單片機的串行口直接連接，單片機的P1.O口與AOG相連，來(lái)選擇模擬輸出的放大倍數；PI.1和P1.2分別與MODI、MOD2相連，用于選擇工作方式；P1.3與TEXT相連，同P1.1、P1.2一起控制芯片的自檢，P1.4與RS相連，控制MSM7512BRS發(fā)送或接收信號；P1.5與CD相連確定接收的信號和應答信號是否有效。具體電路如圖3所示。

工作過(guò)程如下：電話(huà)線(xiàn)取模擬信號，經(jīng)C1濾波，放大器放大，最后傳輸到調制解調器MSM7512BRS的AI端，然后在RD端變?yōu)閿底中盘査偷絾纹瑱CAT89C52的RXD端。反之，數字信號由單片機AT89C52的TXD端發(fā)出，經(jīng)調制解調器MSM7512BRS調制后，模擬信號再經(jīng)兩級放大調整傳輸到電話(huà)線(xiàn)上。如果采用專(zhuān)線(xiàn)傳輸的方式，則可直接與傳輸網(wǎng)絡(luò )相連接，無(wú)需音頻變壓器。

4 結束語(yǔ)
控制電路要與從機進(jìn)行光電隔離，用于切斷前后電路電氣上的直接關(guān)系，消除地線(xiàn)阻抗和遠距離電位差對單片機的影響，同時(shí)還可以避免電擊造成大面積的塤壞。此方案利用調制解調器，通過(guò)公用電話(huà)網(wǎng)實(shí)現遠距離串行通信，通信距離可達10 km以上，波特率達9600 b/s以上，掛機臺數128臺以上，實(shí)現計算機與單片機之間的遠距離數據通信。