HSP3824擴頻通信芯片的功能及應用
其中,各數(shù)據(jù)線的含義及作用如下:
SCLK:數(shù)據(jù)時鐘,HSP3824在它的上升沿采樣或送出數(shù)據(jù),由它決定了讀寫操作的速度。需要引起注意的是SCLK應提前SD幾個周期就準備好,且SCLK的速度不能大于1/2倍的系統(tǒng)主時鐘MCLK。
SD:串行輸入/輸出的數(shù)據(jù),包括寄存器的地址和值。在每次讀/寫一個寄存器時,SD的前8位都應該是地址,后8位為數(shù)據(jù),且均是低位在前。
AS:區(qū)分數(shù)據(jù)線SD上送的信號是寄存器的地址還是數(shù)值,AS=1表示SD為地址,AS=0表示SD為數(shù)值。
R/表示對于HSP3824而言,控制端口進行的是讀還是寫操作,RS=0為寫操作,RS=1為讀操作。
為使能信號,只有在=0時控制端口才能進行讀寫。
2.3 應注意的關鍵問題及其解決
HSP3824內部寄存器的讀寫除要求滿足以上條件外,還必須滿足如圖5所示的HSP3824主時鐘MCLK和數(shù)據(jù)時鐘SCLK之間的時序關系[2]。
從圖中可以看出此條件要求很高,特別是因為SCLK是由外部控制器給出,而MCLK是由一個晶振送給HSP3824的工作時鐘,兩者之間沒有任何邏輯上的關系。因此必須采取一些額外的措施來解決此問題。
在硬件上,可增加如圖6所示的電路。其中DCLK由外部控制器提供,由晶振提供。利用的反相信號CLK的上升沿(即MCLK的下降沿)觸發(fā)DCLK,輸出SCLK。同時CLK再經(jīng)過一級反相器,得到MCLK。圖中的D觸發(fā)器和反相器都需要選擇快速的74F系列。這樣得到的MCLK和SCLK才能滿足圖5所示的條件。同時,可以在軟件上采取些措施,如每寫一個寄存器之后馬上讀該寄存器,并與預期值比較,若不符則重新寫入,否則繼續(xù)下一個寄存器的讀寫。通過以上兩方面的措施,可確保寄存器的正確配置。
HSP3824的工作速度由MCLK決定,這個工作速度可以很高(高達44MHz)。因此,在確定的工作速度下,必須要求MCLK無抖動,特別是無毛刺,否則HSP3824會產(chǎn)生誤動,致使工作狀態(tài)不正常??赏ㄟ^在MCLK送入HSP3824之前串接一個小電阻,對地并接一個小電容來防止毛刺的干擾。
在HARRIS公司研制的24GHz天線芯片組中包括與HSP3824配套使用的中頻調制解調器、頻率綜合器、上下變頻器及雙工器等芯片。但其價格昂貴,不適用于現(xiàn)有的工程項目。故筆者僅利用了HSP3824芯片,自行設計了其它相關電路,實現(xiàn)擴頻通信模塊。其中利用單片機89C52作為控制器,控制整個系統(tǒng)工作狀態(tài)及實現(xiàn)基帶數(shù)據(jù)處理;利用EPROM及D/A變換器構成直接數(shù)字頻率綜合器(DDS),實現(xiàn)中頻調制解調;其它外圍電路包括地址鎖存器、靜態(tài)RAM、EEPROM及其它輔助電路。系統(tǒng)框圖如圖7所示。
在圖7中,計算機完成兩個功能。其一是模擬以后實際工程中的數(shù)據(jù)采集單元或控制中心,利用它的RS232接口與89C52通信[3],提供或接受數(shù)據(jù);另一個功能就是用作將來在現(xiàn)場調整一些參數(shù)的設置,包括擴頻碼長度的選擇、對應的擴頻碼、數(shù)據(jù)率、功率等。其中對擴頻碼及其長度,通信的數(shù)據(jù)率這幾個參數(shù)的調整,實際上是改變HSP3824內部寄存器的設置。其工作流程主要是工作人員通過計算機的人機界面設定滿足實際條件的參數(shù),利用計算機的串行通信口遵循RS232C協(xié)議,將命令傳達至89C52。單片機利用這些收到的參數(shù)去修改HSP3824內部對應的寄存器,同時將這些參數(shù)存儲在EEPROM中。之后系統(tǒng)將一直維持這些選定的參數(shù)設置,直至下一次被修改。
筆者以直接序列擴頻通信基帶處理器HSP3824為核心設計了擴頻通信模塊,并使之工作在較低頻率及數(shù)據(jù)率上,實踐證明其外圍電路簡單,性能可靠。同時也說明HSP3824具有廣泛的應用領域,其處理的數(shù)據(jù)率可以從低至幾千,到高達幾十兆;并且對它的控制簡單、靈活,可動態(tài)調整若干參數(shù),實現(xiàn)最有效的應用;若結合其測試功能及輸入信號強度檢測和信道空檢測功能,可以設計出功能更強大、更靈活、可靠的產(chǎn)品。但它也有其固有的缺點,主要是擴頻碼長較短,不能獲得較高的擴頻增益,限制了系統(tǒng)的抗噪聲及抗多徑效應的能力。以上優(yōu)缺點需要設計人員綜合考慮,以充分發(fā)揮其功能,設計出最佳的產(chǎn)品。
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