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設計具有ARQ功能的全雙工數據電臺
1 系統組成
系統由全雙工數據電臺和用戶(hù)的DTE終端設備組成，框圖如圖1所示。
全雙工數據電臺提供數傳通道，全雙工最大傳輸速率為64kb/s，ARQ功能由DTE終端通過(guò)軟件編程實(shí)現。
2 數據電臺的硬件設計
全雙工數據電臺由MCU 89C51、擴頻芯片W9310、射頻模塊W9360、MAX238（RS232接口芯片）、擴展并口8255及電臺的參數設置、波道顯示等電路組成，如圖2所示。
W9310為直接序列擴頻加解擴和數據處理芯片，它內部包括6個(gè)功能模塊：
*串行總線(xiàn)接口SBI—與MCU實(shí)現雙向通信；
*接收機—完成擴頻接收機的所有數字信號處理功能；
*發(fā)射機—產(chǎn)生擴頻的PN碼，并將加擴結果輸出到射頻模塊W9360；
*TDD控制器—實(shí)現TDD協(xié)議和各種握手信號、接口信號；
*發(fā)送和接收的FIFO—作為發(fā)送和接收數據的緩沖器；
*主時(shí)鐘產(chǎn)生器—產(chǎn)生驅動(dòng)W9310各模塊的時(shí)鐘信號。
圖2中，各部分的作用是：
*MAX238為4入/4出的RS232接口芯片，實(shí)現TTL電平與RS232電平轉換。
*W9310的串口信號線(xiàn)（RTS、CTS、DCD、DTR、DSR、TXD、RXD）通過(guò)MAX238與DTE終端相接。另外，W9310為用戶(hù)提供接收時(shí)鐘（FCLK_RT）和發(fā)送時(shí)鐘（MHZ2_ST），在MHZ2_ST的上升沿采樣Tx引腳上的信號，在FCLK_RT的下降沿采樣Rx引腳上的信號。
*W9310與射頻模塊W9360的接口信號線(xiàn)有：DI、MODOUT、PLLSW、TXEN和RFPWR。其中，DI是W9360接收機送來(lái)的解調信號；MODOUT是W9310擴頻后的基帶信號，它輸出給W9360射頻模塊；TXEN控制射頻模塊的收/發(fā)轉換；PLLSW用來(lái)切換電臺的PLL；REPWR控制發(fā)射機功放電源的開(kāi)關(guān)。
*89C51通過(guò)8255讀取電臺的工作參數設置，包括：全雙工/半雙工、發(fā)射的高/低功率、PN碼組、同步特字UW（Unique Word）、主叫方/被叫方、電臺的工作波道等；89C51在讀取電臺的工作參數后，通過(guò)它的P1口設置W9310、W9360的相應寄存器并將相關(guān)的引腳設置為高、低電平；89C51通過(guò)8255將當前工作的波道號送LED顯示，電臺的各種工作狀態(tài)指示送發(fā)送二極管顯示。
*W9360模塊提供基帶到RF和RF到基帶的信號轉換，模塊內Philips公司生產(chǎn)的UMA1015M雙頻率全臺器及兩個(gè)VCO，組成發(fā)送、接收波道選擇的兩個(gè)鎖相環(huán)。MCU根據設置的波道通過(guò)串口編程UMA1015M的控制寄存器。
綜合以上內容，圖3給出了DTE終端、MAX238、W9130和W9360的連線(xiàn)圖。
DTE與數據電臺的數口信號完全符合RS232C標準。在開(kāi)始數據通信前，用戶(hù)必須使RTS、DTR信號有效，主叫方和被叫方完成捕獲突發(fā)幀和空閑突發(fā)幀交換后，W9310使CTS有效，表示W(wǎng)9310已準備好傳送Tx引腳上的數據；DCD信號有效時(shí)，表示W(wǎng)9310將接收的數據送到Rx引腳上。全雙工接口時(shí)序如圖4所示（假設RTS、DTR有效）。
3 TDD協(xié)議原理
W9310通過(guò)TDD協(xié)議實(shí)現全雙工。TDD協(xié)議將W9310輪流設置為發(fā)射機和接收機，當兩部電臺通信時(shí)，一部為主叫方，另一部為被叫方。TDD協(xié)議保證主叫方發(fā)送時(shí)，被叫方接收，反之亦然。對用戶(hù)而言，他們只關(guān)心在保證要求的傳輸速率下，電臺是否全雙工工作，所以，W9310的實(shí)際傳輸速率要高于用戶(hù)的數據速率。理想情況下，假設W9310的傳輸效率100%，而且不附加任何同步數據，那么，它的收發(fā)速率是用戶(hù)數據速率的2倍，一半時(shí)間發(fā)送數據，一半時(shí)間接收數據。但實(shí)際情況是，W9310為保持同步，它要在用戶(hù)的數據前添加同步開(kāi)銷(xiāo)數據，所以，它的實(shí)際傳輸速率是用戶(hù)速率的2.6倍。
TDD協(xié)議中用到捕獲突發(fā)幀、空閑突發(fā)幀和數據幀三種幀結構，圖5為它們的結構圖。
幀中各部分的位數如表1所列。
表1
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