基于CMX624芯片的超低功耗MODEM的设计

2006-05-07 15:50:08来源: 国外电子元器件

芯片。文章介绍了CMX624芯片的特性和功能,给出了基于该芯片的公用电话网(PSTN)通信产品系统中超低功耗、低速MODEM的设计方法,同时给出了该设计的硬件电路的软件和程序框图

1 CMX624芯片介绍

1.1 CMX624的主要特点

CMX624[1]是CML公司新推出的可支持V23或Bell 202标准[2]的MODEM芯片,它采用频移键控(FSK)调制方式,可在公用电话网(PSTN)上实现1200/75bps、75/1200全双工或1200/1200bps半双工数据通信。该芯片采用低电压、超低功耗工艺。工作电压可低至2.7V,工作时的典型电流为1.9mA,节电模式下的典型电流仅为1μA。可广泛应用于直接由电话网供电的通信装置系统中的。

CMX624的主要特性如下:

●支持V23/BELL202 FSK数据通信标准

●支持1200/75bps、75/1200bps全双工通信和1200/1200bps半双工通信;

●内部集成有双音多频(DTMF)发生器;

●内含电话线反向检测器和振铃检测器;

●内含呼叫进程/精确应答音频检测部件;

●具有灵活的UART功能单元;

●带有C-BUS总线接口单元;

●具有低电压、超低功耗特性(电压可低至2.7V,工作电流1.9mA,待机电流1μA)。

1.2 CMX624的引脚说明

CMX624采用24引脚SOIC、SSOP和DIP三种封装形式,这三种封装对应引脚的功能是一致的,图1所示是其引脚排列及外围电路图,引脚说明如表1所列。

表1 CMX624的引脚功能说明

引  脚 信号名称 功   能   说   明
1 XTALN P片内振荡器的反向输出端
2 TXAL/CLOCK P片内振荡器的输入端/外部时钟输入端
3 SERIAL CLOCK C-BUS接口的时候信号
4 CCOMMAND DATA C-BUS接口的命令与数据输入端口(高位在前,低位在后)
5 REPLY DATA C-BUS接口的命令与数据输出端口(高位在前,低位在后)
6 CNS C-BUS的使能端口
7 IRQN 中断输出信号
8 TOP 发送增益控制的输出端口
9 TXO 线驱动放大器的输出端口
10 TXN 线驱动放大器的反向输入端口
11 TXON 线驱动入大器的反向输出端口
12 VSS
13 VBLAS 内部电路的偏置电压,大小为VDD的1/2要求接滤波电容
14 RLYDRV 继电器的驱动控制端口
15 RXP 接收放大器的正向输入端
16 RXN 接收放大器的反向输入端
17 RXO 接收放大器的输出端
18 RT 为组成振铃和线极性反向检测器的一部分
19 RD 振铃和电话线极性反向检测器的信号输出端
10~23 NC 空脚
24 VDD 电源

2 硬件设计

其于CMX624的低功耗调制解调器的硬件设计主要包括:CMX624与单片机[3][4]的接口电路、与电话线的接口电路和振铃电路三部分。为了设计完整的低功耗MODEM,控制CPU采用Winbond公司的低电压、低功耗单片机W78LE51[5]。电路的工作电压定为3.0V。

2.1 与单片机的接口电路

CMX624与W78LE51的接口是通过C-BUS总线实现,C-BUS总线与MOTOROLA公司的SPI总线和NS公司的MICROWIRE总线非常类似。W78LE51可通过P端口的4根信号线用软件来仿真C-BUS总线的SERIAL CLOCK,COMMAND DATA,RELAY DATA,CSN信号的时序,以实现对CMX624的控制设计。图1同时给出了该部分电路的连接图。

2.2 与电话线的接口电路

根据国内的公用电话网的具体情况,笔者设计了CMX624与电话网的接口电路,并根据相关国家标准和行业标准的要求进行了调试,最后确定了阻容器件的参数。这部分电路的核心是由R11、R15、R16、R17、C13构成的2线-4线混合电路,该电路可用效地实现CMX624与电话网的耦合,并将CMX624的收发引脚的相互干扰降低到最小。其接口电路如图2所示。

2.3 振铃检测电路

振铃检测电路见图3所示。振铃信号为交流电压信号,加载在电话线两端,经振铃电路处理后再将到CMX624的RD和RT脚。CMX624的电特性要求RD引脚上信号的最小幅度为40Vrms,且应满足公式:

0.707 [0.7+Vthi(R20+R22+R23)/R23]Vrms

3 软件设计

该MODEM的软件设计主要包括发送FSK方式数据程序和收FSK方式数据程序,程序流程图见图4和图5所示。软件用MCS-51汇编语言来设计,采用汇编设计可使MODEM软件代码更加简洁和高效,且程序源代码在汇编、连接之后产生的执行代码可烧录在W78LE51的片内存储器中。

4 结束语

在很多的应用中,电源系统的特殊情况决定了MODEM必须具有低电压、低功耗的特性,本文提出的设计方法成功地解决了功耗问题,因而具有较大应用价值。

关键字:芯片  低功耗  功耗  modem

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