基于73M2901的远程数据传输系统

引 言
    远程数据传输系统应用广泛，尤其是在一些特殊的应用场合，监测或者控制对象由于距离较远或者现场比较危险，只能把采集的数据传输到远离现场的地方进行分析处理，因此需要一种可以进行远程数据传输的嵌入式系统，以便能够实现在远处对工作系统的监视、控制和故障排除，避免恶劣的环境对身体造成损害。本系统是通信电缆健康状况监测系统的一部分，将通信电缆的工作状况远程传输，从而实现异地监测。本文提出了一种体积小、重量轻、成本低、实施方便，基于LPC2132芯片的，以电话线为数据传输媒质的嵌入式应用系统，从硬件和软件方面对系统的设计进行了详细说明，并给出具体实现方法。

　　1 硬件设计
　　1.1 系统原理
　　远程数据传输系统由主控LPC2132、Modem芯片73M2901、RS232串口转换电路组成。LPC2132通过UART0接收通信电缆数据采集仪的数据，进行CRC校验后通过UARTl发给Modem。LPC2132是Philips公司基于32／16位ARM7TDMI-S内核开发的微控制器。由于LPC2132内嵌64 KB的高速Flash存储器和16KB片内静态RAM，具有2个符合16C550工业标准的串行接口，且其中一个包含标准的调制解调器接口信号，因此非常适合用来控制Modem芯片进行远程数据传输。73M2901是TDK公司推出的低功耗、低速、单片式调制解调器，具有很高的集成度，与LPC2132一起可以构成一个轻便小巧的嵌入式远程终端。

　　1．2 73M2901芯片简介
　　73M2901内置标准的8032微处理器和1个协处理器，因此在处理复杂信号的同时还可以实现多种控制功能。其数据终端采用异步串行传输方式，最多町以支持2 400 bps个双工数据传送；此外，还支持AT指令集，其主要引脚功能如表l所列。

　　73M2901由数据终端接口、调制解调部件和模拟终端接口部分构成。
　　①数据终端接口：主要功能是完成数据终端设备(DTE)与调制解调器之间的连接。73M2901芯片提供的串行数据终端接口包括TXD、RXD、RTS、CTS、DSR、DCD、TXCLK、RXCLK等。
　　②调制解调部件：核心是调制解调芯片。Modem的绝大多数功能都是由这片大规模集成电路来实现的，包括调制解调过程、扰码解扰码过程、信道分割、线路均衡和指示工作状态等。
　　③模拟终端接口：包括拨号脉冲电路、振铃检测电路和音频信号通道3部分。通过这部分电路可以将Modem与通信信道连接起来。
　　◆拨号脉冲电路：摘挂机信号由73M2901／5V的RELAY引脚给出，完成摘挂机动作。当RELAY发出高电平时为挂机，发出低电平时为摘机。
　　◆振铃检测电路：用于检测电话线送来的铃流信号。当信道内没有振铃信号时，73M290l的RING端为无效的高电平；当振铃信号来到时，RING变为有效的低电平，完成振铃检测。
　　◆音频信号通道：模拟信号发送端是73M2901／5V芯片的TXAN和TRAP引脚，提供差分信号输出。73M290l／5V还提供一个输入引脚RXA，RXA端是非平衡的模拟输入端口，接收的音频信号为单端对地的模拟信号。
　　模拟接口电路主要功能如下：
　　◇调制解调器内部不平衡电路与平衡型通信信道之间的转换；
　　◇调制解调器内部四线电路与二线通信信道之间的转换；
　　◇识别通信信道传来的交流振铃信号，并将其转换成TTL直流电平；
　　◇拨号时能发出符合规定的脉冲串或双音多频信号。
　
    假设LPC2132对仪器发送过来的数据进行校验之后，要通过73M290l向远程计算机发送，LPC2132和73M290l作为主叫端，远程计算机和标准Modem作为被叫端，则数据发送过程为：
    ①系统初始化，使数据终端就绪信号DTR有效，然后LPC2132向73M290l发出拨号指令，73M2901收到拨号指令后向被叫端Modem发出拨号音，使被叫端Modcm振铃。振铃次数达到软件设置的次数时，Modem将自动应答，进入摘机状态。
    ②被叫端摘机后一边向主叫端发送应答载波，一边向本端计算机发出DSR信号；然后被叫端计算机便开始监视DCD信号，等待对方载波信号的到来。主叫端73M2901检测到应答载波以后向LPC2132发出DCD信号，标志着呼叫成功。
    ③呼叫成功后，主叫端73M2901向LPC2132发出DSR信号；LPC2132收到该信号后，得知线路连接己完全建立，即向73M290l发出RTS信号。73M2901将向被叫端发出载波并回送CTS信号，当主叫端LPC2132收到CTS信号以后，表示握手成功。
    ④被叫端Modem检测到主叫端发来的载波信号后就发出DCD信号，通知被叫端计算机数据链路已经建立。
    ⑤数据链路建立以后，LPC2132便可以向计算机传送数据。
    ⑥LPC2132在数据传送完毕后向73M2901发出挂机命令，并发出无效的RTS信号；73M2901立即停发载波，并回送无效的CTS信号。被叫端Modem因收不到主叫端发来的载波信号而使DCD信号无效，计算机即向Modem发出挂机指令；Modem挂机后DSR信号无效，应答载波停发。主叫端73M290l因不发载波又收不到载波而使DCD、DSR信号无效。至此，数据链路拆除。系统处于待机状态，等待LPC2132再次要求建立连接。