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嵌入式Modem在配变终端单元中的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:主要介绍硅实验室双芯片形式的嵌入式Modem(ISOmodem)芯片Si2414和Si3015,以及ISOmodem在配电变压器远方终端单元(TTU)中的应用;重点介绍运用ISOmodem通信的硬件及软件设计。

    关键词:IOSmodem Si2414 TTU

目前,市面上的工业Modem主要以外置为主。外置Modem具有体积大、成本高、集成不方便等缺点;而嵌入式Modem以其性能稳定、高度集成化等优点,可以方便地嵌入到各种单片机应用系统,得到广大工业用户的极大关注与欢迎。美国硅实验定(Silicon Laboratories)生产的ISOmodem就是一系列的嵌入式Modem芯片。

1 ISOmodem介绍

ISOmodem采用双芯片形式:Modem控制芯片Si2414和DAA芯片Si3015。Modem芯片Si2414是对Modem通信进行控制并提供与微控制器的通信接口;DAA芯片Si3015是将数字信号调制为模拟信号后输出,或是将接收的模拟信号解调为数字信号。它的通信传输速率最高可达14.4kbps,耗电量小于85mW,且具有过流侦测与保护功能。

1.1 Si2414内部结构及功能

Si2414芯片是高度集成化的,工作电压为3.3V,内部功能模块如图1所示。包括1个控制、数据泵、ROM、RAM、1个晶振、乐相环、定时器、串行接口、UART(通用异步收发器)、1个并行接口和1个DAA接口。Modem软件永久地被存储在片内ROM中,只有Modem设置信息(默认值除外)和其它软件更新程序必须存储在主机里, 然后下载到片内RAM中。

在片内,控制器提供了一些重要的功能,包括AT命令解析,DAA控制,连接序列控制,DCE(数据通信装置)协议控制,接入检测,并行电话摘机检测,溢出控制,来电显示控制和格式化,PCM(脉冲编码调制)模式控制,振铃检测,DTMF(双音多频)控制,通话进程临测,错误纠正和数据压缩。事实上,主机和Modem之间的所有相互作用都是由控制器完成的。控制器使用“AT”指令、S-寄存器和U-寄存器来配置和控制Modem。

1.2 Si2414的接口

Si2414提供两种与主机接口方式:串行接口和并行接口。Si2414默认的用户接口为串行接口,当AOUT/INT引脚通过一个下拉电阻(≤10kΩ)拉至低电平且在复位的上升沿CS引脚为高电平时,Modem接口选择为并行接口。

(1)串行接口

当选择串口作为Si2414的用户接口时,TXD为发送引脚,RXD为接收引脚,数据通信的流控制通过硬件实现,即通过RTS、CTS、RI、DCD引脚信号控制数据的传送。RTS(请求发送)是终端(DTE)到Modem(DCE)的控制信号,它通知DCE可以把数据发送到DTE,低电平有效。CTS(清除发送)是DCE到DTE的控制信号,它通知DTE可以把数据发送到DCE,低电平有低。RI(振铃指示)是指当Modem接收到远程呼叫时,发出振铃指示信号RI,以通知DTE有远程呼叫。DCD(载波检测)是指当Modem检测到载波信号时发出DCD信号,以通知DTE线路已经建立连接,双方可以开始进行通信。

图1

    (2)并行接口

采用并行接口方式时,主机是通过对Si2414内部的两个寄存器读写实现Modem通信控制的。地址线A0=0时,指向并行接口寄存器0;A0=1时,指向并行接口寄存器1。并行接口寄存器0为发送接收寄存器,寄存器1为Modem控制及状态寄存器。

并行接口寄存器0接收主机从并口发送过来的数据,并将从远程Modem接收以的数据输出到并口。与串行接口不同,在并口方式下,发送和接收数据的流控制是通过并行接口寄存器1中的RTS、CT位及RXF、TXE位实现的。表2中,RTS、CTS位同串口的INT、ESC、RTS、CTS引脚功能相同,RXF为12字节学度接收FIFO缓冲满椟志位;TXE为14字节深度发送FIFO缓冲区空标志武位;REM为接收FIFO缓冲区空标志位;INTM是INT中断引脚使能位;INT为中断标志位。

1.3 Si3015

Si3015,DAA或线-端芯片,包含ADC、DAC、控制电路和1个ISOlink接口。Si3015和其周围的电路提

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