摘要：介绍基于WE904无线收发模块的实时数字图像无线传输系统，以及系统的接口电路硬件设计。讨论FSK输入信号中低频成分引起的误码问题及其解决方法。 关键词：DSP McBSP WE904 无线收发模块 5B6B编码引言随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，特别是蓝牙、802.11b等应用的推广，无线数据传输应用再次成为应用的热点。本文介绍一款基于新加坡Winedge公司WE904芯片的无线收发模块，说明其在一个实时无线图像数据传输系统中的应用，以其实现一个低发射功率和低成本的实际应用系统。为低成本中低速的无线数据传输提供一种新的解决方案。1 系统简介系统的简单框图如图1。此系统的简单工作过程为：①电脑眼负责图像采集和图像信号的A/D转换。②电脑眼输出的图像信号由DSP芯片TMS320VC5402（以下简称5402）编码压缩。③5402通过McBSP(多通道缓冲串口)实现与WE904模块的接口，实现WE904模块的配置，并且将编码后的图像信号以RS232协议的信号格式输到WE904模块，经调制后发送出去。④接收端的WE904模块输出TTL电平的信号，经过RS232电平接口的电平转换后由串口输入PC机。⑤PC机将收到的图像信号解码并显示出来。2 WE904无线收发模块WE915CTX1介绍WE915CTX1无线收发模块的主芯片是新加坡Winedge公司的WE904。WE904是一款支持全双工的单片调频收发芯片，仅需少量外部元件即可实现无线收发功能，工作频率范围可以从0.1GHz到1GHz。WE904提供串行编程接口，通过串行编程接口可以灵活地调整收发频率、信号输出模式、是否支持全双工等参数。本系统在设计初期直接使用了WE904的模块WE915CTX1。WE915CTX1集成了WE904芯片和所需的外部元件，并提供了简明的使用接口，可以非常方便地嵌入到应用系统中。其主要的特点是：①工作于902MHz～928MHz美国ISM频段，可以提供20个通道；②使用FM/FSK的调制方式，频道宽度100kHz；③提供数字信号和模拟信号两种输出模式，可用于数字和模拟信号的传输；④灵敏度为-115dBm；⑤在低输出功率0dBm时，可以提供约80m(数字信号) 和300m(话音等模拟信号)的有效传输距离；⑥传输速率可达57.6kbps，与传输距离有关；⑦提供串行编程接口，可能灵活配置收发频率等参数；⑧提供RSSI接收信号强度指示。3 WE904模块WE915CTX1的接口WE915CTX1提供简单的用户接口，如图2所示。①VCC和GND为电源，电源电压为3.3～4.5V。②Audio In为待调制基带信号的输入引脚。其输入信号可以是话音等模拟信号，也可以是数字信号。对输入信号的要求是，其交流有效值通常为140mV～200mV，更大的输入有效值能得到更好的信噪比，但也将占用更大的带宽。通常200mV将产生25kHz的频偏。TTL电平的数字信号输入Audio In引脚时，必须先降低其电压有效值，这可以通过使用2个串联电阻分压来实现。例如，可以用1个10kΩ和1个1.8kΩ的电阻串联分压，但使用的电阻阻值不能太大，否则会使输入的方波波形产生严重的畸变。③Audio Out为接收信号的输出引脚。当输出模式设置为模拟输出（analog）时，输出信号有效值通常为140mV～180mV的已解调基带信号。当输出模式设置为数字模式（digital）时，输出信号Vp-p为3V左右的数字信号方波。④LNA_ON为低哭声放大器电源控制引脚，低电平有效。在接收时必须置低，能够得到约15dB的增益；在不接收信号时可以关掉，以降低功耗。⑤ANT为天线连接引脚，其输出阻抗为50Ω。⑥RSSI为接收信号强度提示。接收信号从-110dBm变化到-50dBm时，RSSI的电平大约从0.65V变化到1.70V。⑦CLK、DATA和LE为串行编程控制端口，用来实现对WE904芯片的编程控制。以下将详细介绍。
4 WE904模块WE915CTX1的编程控制接口WE904芯片内部有4个控制寄存器，用来对WE904芯片的工作状态进行控制。这4个寄存器分别是参考频率寄存器、发送频率寄存器、接收频率寄存器和模式寄存器。这4个控制寄存器的相应位的功能定义此处不作介绍，读者可以参考W904的芯片资料。对这4个寄存器的写入控制则是通过CLOCK、DATA和LE三个引脚业实现的，分别与模拟WE915CTX1的CLK、DATA和LE相对应，其写入时序如图3所示。写入的基本过程为：①LE开始时为低电平。②当LE变为高电平后，数据在CLOCK的驱动下开始由DATA引脚移入内部的移位寄存器。数据的移位操作是在CLOCK的上升沿进行的。所以设计接口时通常使时钟CLOCK的下降沿和位边界对齐，这样在CLOCK的上升沿能有效的采样到数据。③在最后一个数据位移入内部移位寄存器后，LE在下一个时钟上升沿之前变低。在LE的下降沿，数据将由内部移位寄存器写入控制寄存器。④数据具体写入4个控制寄存器中的哪一个，是由DATA的最低两位的值来决定的。这两位称为装载控制位（LOAD CONTROL BIT）。⑤WE915CTX1要求在CLOCK上升沿到来之前，DATA的数据至少已经保持45NS,所以CLOCK的频率不能太高，建议取10MHZ以下。5 5402R MCBSP简介5402是TI公司一款性价比非常优越的通用DSP芯片，有着广泛 的应用。它提供有两个MCBSP。MCBSP是一种全双工的高速同步串行口，可以用来与系统中其它的DSP芯片、编码解码器等进行高速的串行通信。MCBSP的操作由DSP芯片中一系列寄存器来控制。图4是MCBSP的标准操作时序。无论是发送还是接收的移位操作，都是由帧同步信号FSX或者FSR的上升沿触发的，并且由时钟CLKR或CLKX来同步位边界。从FSX或FSR的上升沿到移位操作开始可以有几个时钟的延迟，图4所示为1个时钟的延迟。这可以由控制寄存器XCR2和RCR2中的相应的位来设定。在每一个帧同步信号之后发送或者接收的数据的位数也在控制寄存器XCR2和RCR2中有相应的设定，图4是MCBSP的最简单的操作时序，对一般的应用已经足够，更强大的功能则需要更复杂的设计。