MSP430单片机在微型低功耗数据广播接收机中的应用

一、 引言
我们独立自主开发了数据广播编码器和微型低功耗调频数据广播接收机，整套系统采用连续相位频移键控（CPFSK）调制方式，副载波频率为72KHz，占用带宽约16Khz，数据传输速率4.8KHZ。采用CPFSK调制方式使接收机易于实现，与QPSK的调制方式相比对相位稳定度要求不高，不易受外界温度噪声的影响，而且在信号解调处理时实现低功耗。
由于在发送端先后进行了数据编码、信道调制、线性调频，所以接收设备要完成信号逆处理。硬件结构框图：

二、MSP430单片机的特点及在接收机中的应用
TI公司MSP430系列单片机的超低功耗特性（运行在1MHz时钟条件下工作电流视工作模式不同为0.1-400uA）、强大的外围模块功能、体积小等优点适合作为接收机的CPU。MSP430系列中的各成员集成了较多的片上外围资源，包含：12位A/D，精密模拟比较器，硬件乘法器，2组频率可达8MHZ的时钟模块，2个带有大量捕获/比较寄存器的16位定时器，看门狗，2个可实现异步、同步及多址访问的串行通信接口，数十个可实现方向设置及中断功能的并行输入、输出端口等。
MSP430F123单片机作为CPFSK数据广播接收机的CPU主要对基带数据进行处理，完成数据链路层的工作：

数据解码

三、数字通信中的同步问题
数据通信中，同步是非常重要的问题，通信系统是否可靠、接收灵敏度是否达到标准，很大程度上依赖于同步技术的优劣。
1、同步不确定性的来源
实际通信系统中，收发站之间会由于电波传播中的多径效应引起码相位、载波中心频率相位的延迟，而且在传输信道中随机噪声的叠加引起传输波形的失真，连接在接收滤波器之后的判决电路也很难保证无差错的恢复基带信号。这些都会导致同步的不稳定性。

2、实现同步的几种方法
按同步功用分类可分为载波同步、位同步、群同步和网同步。
按传输同步信息的方式可分为外同步法和自同步法。外同步法：是由发送端发送专门的同步信息，接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号。自同步法：发送端不发送专门的同步信息，而是由接收端设法从接收信号中提取同步信息。
本接收机的CPU要完成的功能中只涉及到位同步和帧（群）同步，由于不能从硬件解调FSK信号中恢复位同步时钟，所以采用自同步的方法来实现位同步，以下结合MSP430单片机的特点分析位同步和帧同步的实现方法。

四、位同步
由于本接收机接收的码元速率为4.8KHZ，用CPU捕捉位同步信息，然后进行采样，在配合RS纠错，即可达到数据准确传输的要求。
（一）、位同步的方法：
方法一、

〈图1〉
设置接收端恢复出的同步时钟的频率为5倍的码元频率，这样就在一个码元周期内，设置了5个采样点。位同步可以分为两个过程：捕获、同步跟踪。
1、 捕获，即找到正确的同步时钟起始点。在接收的数据中，只有0、1跳变沿才能为我们提供位同步信息，如果数据长时间为1或为0，这将给接收端恢复位定时信息造成一定困难。所以发送端对数字基带信号进行随机化处理，一方面起到能量扩散的作用，另一方面限制连0码和连1码的长度，易于位同步的捕获和同步时钟的恢复。