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基于WE904的實時圖像無線傳輸設(shè)計
摘要：介紹基于WE904無線收發(fā)模塊的實時數(shù)字圖像無線傳輸系統(tǒng)，以及系統(tǒng)的接口電路硬件設(shè)計。討論FSK輸入信號中低頻成分引起的誤碼問題及其解決方法。引言
隨著短距離、低功率無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成熟，特別是藍牙、802.11b等應(yīng)用的推廣，無線數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用再次成為應(yīng)用的熱點。本文介紹一款基于新加坡Winedge公司W(wǎng)E904芯片的無線收發(fā)模塊，說明其在一個實時無線圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用，以其實現(xiàn)一個低發(fā)射功率和低成本的實際應(yīng)用系統(tǒng)。為低成本中低速的無線數(shù)據(jù)傳輸提供一種新的解決方案。
1 系統(tǒng)簡介
系統(tǒng)的簡單框圖如圖1。此系統(tǒng)的簡單工作過程為：①電腦眼負(fù)責(zé)圖像采集和圖像信號的A/D轉(zhuǎn)換。②電腦眼輸出的圖像信號由DSP芯片TMS320VC5402（以下簡稱5402）編碼壓縮。③5402通過McBSP(多通道緩沖串口)實現(xiàn)與WE904模塊的接口，實現(xiàn)WE904模塊的配置，并且將編碼后的圖像信號以RS232協(xié)議的信號格式輸?shù)絎E904模塊，經(jīng)調(diào)制后發(fā)送出去。④接收端的WE904模塊輸出TTL電平的信號，經(jīng)過RS232電平接口的電平轉(zhuǎn)換后由串口輸入PC機。⑤PC機將收到的圖像信號解碼并顯示出來。
2 WE904無線收發(fā)模塊WE915CTX1介紹
WE915CTX1無線收發(fā)模塊的主芯片是新加坡Winedge公司的WE904。
WE904是一款支持全雙工的單片調(diào)頻收發(fā)芯片，僅需少量外部元件即可實現(xiàn)無線收發(fā)功能，工作頻率范圍可以從0.1GHz到1GHz。WE904提供串行編程接口，通過串行編程接口可以靈活地調(diào)整收發(fā)頻率、信號輸出模式、是否支持全雙工等參數(shù)。本系統(tǒng)在設(shè)計初期直接使用了WE904的模塊WE915CTX1。WE915CTX1集成了WE904芯片和所需的外部元件，并提供了簡明的使用接口，可以非常方便地嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中。其主要的特點是：
①工作于902MHz～928MHz美國ISM頻段，可以提供20個通道；
②使用FM/FSK的調(diào)制方式，頻道寬度100kHz；
③提供數(shù)字信號和模擬信號兩種輸出模式，可用于數(shù)字和模擬信號的傳輸；
④靈敏度為-115dBm；
⑤在低輸出功率0dBm時，可以提供約80m(數(shù)字信號) 和300m(話音等模擬信號)的有效傳輸距離；
⑥傳輸速率可達57.6kbps，與傳輸距離有關(guān)；
⑦提供串行編程接口，可能靈活配置收發(fā)頻率等參數(shù)；
⑧提供RSSI接收信號強度指示。
3 WE904模塊WE915CTX1的接口
WE915CTX1提供簡單的用戶接口，如圖2所示。①VCC和GND為電源，電源電壓為3.3～4.5V。②Audio In為待調(diào)制基帶信號的輸入引腳。其輸入信號可以是話音等模擬信號，也可以是數(shù)字信號。對輸入信號的要求是，其交流有效值通常為140mV～200mV，更大的輸入有效值能得到更好的信噪比，但也將占用更大的帶寬。通常200mV將產(chǎn)生25kHz的頻偏。TTL電平的數(shù)字信號輸入Audio In引腳時，必須先降低其電壓有效值，這可以通過使用2個串聯(lián)電阻分壓來實現(xiàn)。例如，可以用1個10kΩ和1個1.8kΩ的電阻串聯(lián)分壓，但使用的電阻阻值不能太大，否則會使輸入的方波波形產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變。③Audio Out為接收信號的輸出引腳。當(dāng)輸出模式設(shè)置為模擬輸出（analog）時，輸出信號有效值通常為140mV～180mV的已解調(diào)基帶信號。當(dāng)輸出模式設(shè)置為數(shù)字模式（digital）時，輸出信號Vp-p為3V左右的數(shù)字信號方波。④LNA_ON為低哭聲放大器電源控制引腳，低電平有效。在接收時必須置低，能夠得到約15dB的增益；在不接收信號時可以關(guān)掉，以降低功耗。⑤ANT為天線連接引腳，其輸出阻抗為50Ω。⑥RSSI為接收信號強度提示。接收信號從-110dBm變化到-50dBm時，RSSI的電平大約從0.65V變化到1.70V。⑦CLK、DATA和LE為串行編程控制端口，用來實現(xiàn)對WE904芯片的編程控制。以下將詳細(xì)介紹。
4 WE904模塊WE915CTX1的編程控制接口
WE904芯片內(nèi)部有4個控制寄存器，用來對WE904芯片的工作狀態(tài)進行控制。這4個寄存器分別是參考頻率寄存器、發(fā)送頻率寄存器、接收頻率寄存器和模式寄存器。這4個控制寄存器的相應(yīng)位的功能定義此處不作介紹，讀者可以參考W904的芯片資料。對這4個寄存器的寫入控制則是通過CLOCK、DATA和LE三個引腳業(yè)實現(xiàn)的，分別與模擬WE915CTX1的CLK、DATA和LE相對應(yīng)，其寫入時序如圖3所示。
寫入的基本過程為：①LE開始時為低電平。②當(dāng)LE變?yōu)楦唠娖胶螅瑪?shù)據(jù)在CLOCK的驅(qū)動下開始由DATA引腳移入內(nèi)部的移位寄存器。數(shù)據(jù)的移位操作是在CLOCK的上升沿進行的。所以設(shè)計接口時通常使時鐘CLOCK的下降沿和位邊界對齊，這樣在CLOCK的上升沿能有效的采樣到數(shù)據(jù)。③在最后一個數(shù)據(jù)位移入內(nèi)部移位寄存器后，LE在下一個時鐘上升沿之前變低。在LE的下降沿，數(shù)據(jù)將由內(nèi)部移位寄存器寫入控制寄存器。④數(shù)據(jù)具體寫入4個控制寄存器中的哪一個，是由DATA的最低兩位的值來決定的。這兩位稱為裝載控制位（load control bit）。⑤WE915CTX1要求在CLOCK上升沿到來之前，DATA的數(shù)據(jù)至少已經(jīng)保持45ns,所以CLOCK的頻率不能太高，建議取10MHz以下。
5 5402r McBSP簡介
5402是TI公司一款性價比非常優(yōu)越的通用DSP芯片，有著廣泛 的應(yīng)用。它提供有兩個McBSP。McBSP是一種全雙工的高速同步串行口，可以用來與系統(tǒng)中其它的DSP芯片、編碼解碼器等進行高速的串行通信。McB
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