通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-----基于315mhz的數(shù)字無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)

1、<p><b>　　通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　--基于315MHz的數(shù)字無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)</p><p>　　系 別 通信工程 </p><p>　　班級(jí)/學(xué)號(hào) </p>&l

2、t;p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　實(shí)驗(yàn)日期 ___________ ___ ________</p><p>　　成 績(jī) ___________ ____________</p><p>　　指導(dǎo)教師 ______________

3、_____ _ _ </p><p><b>　　一、簡(jiǎn)要說(shuō)明</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)基于315MHz的數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)。 </p><p><b>　　1、系統(tǒng)模型</b></p><p>　　圖1 本課程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型</p><p

4、>　　2、數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：</p><p>　　信息源：模擬信源（電話機(jī)、攝像機(jī)、攝像頭等），數(shù)字信源（計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等）。</p><p>　　1、信息源：模擬信源（電話機(jī)、攝像機(jī)、攝像頭等），數(shù)字信源（計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等）。</p><p>　　信源編碼：把連續(xù)的信息變換為數(shù)字信號(hào)，之后一般進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，去掉部分冗余信息。</p&g

5、t;<p>　　信道編碼：通過(guò)增加冗余信息，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a變換，以減少信息傳輸時(shí)干擾造成的數(shù)據(jù)丟失。提高傳輸?shù)目煽啃浴?lt;/p><p>　　數(shù)字調(diào)制：把信道編碼后的數(shù)字信號(hào)變換為可加到射頻電路的模擬信號(hào)。</p><p>　　如：ASK，F(xiàn)SK，PSK，DPSK，QPSK，QAM，MSK等。</p><p>　　射頻調(diào)制：把數(shù)字調(diào)制后的模擬信號(hào)加到射頻

6、載波上，發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸。如：AM，DSB，SSB，VSB，F(xiàn)M，PM等。</p><p>　　接收時(shí)，信息變換與上述過(guò)程相反。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)具體的電路調(diào)試和軟件編程實(shí)踐，進(jìn)一步加深對(duì)通信系統(tǒng)的了解，理解所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，提高動(dòng)手能力。</p><p>&

7、lt;b>　　三、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　電路工作正常，輸出+5V。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)PC與PC，PC與CPU之間的通信。</p><p>　　SC2262工作正常，發(fā)送的波形正確。</p><p>　　焊接美觀，干凈，無(wú)損傷元器件。</p><p><b>　　四、給

8、定條件</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)、編程器、印制電路板、串行接口、MAX232、AT89C2051、SC2272、接收模塊以及電容電阻若干。</p><p><b>　　五、系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　1、無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)原理框圖圖</p><p>　　交流

9、 +5V</p><p>　　220V GND</p><p>　　2、無(wú)線接收系統(tǒng)原理框圖圖</p><p>　　交流 +5V</p><p>　　220V

10、 GND</p><p>　　3、數(shù)字無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)原理圖</p><p>　　4、數(shù)字無(wú)線接收系統(tǒng)原理圖</p><p>　　5、發(fā)射及接收系統(tǒng)中涉及的電路模塊說(shuō)明：</p><p>　　RS232通信接口電路</p><p>　　主要由DB9的標(biāo)準(zhǔn)232接口插座和專用芯片MAX

11、232組成。通過(guò)這個(gè)接口電路可使計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)雙向通信。單片機(jī)可以發(fā)送也可以接收命令和數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)端，RS232通訊程序，通過(guò)DB9插座的2、3腳，產(chǎn)生RS232電流環(huán)信號(hào)，MAX232轉(zhuǎn)換為TTL或CMOS電平，送入單片機(jī)。反之?dāng)?shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)，再經(jīng)過(guò)MAX232轉(zhuǎn)換為RS232信號(hào)，便于較長(zhǎng)的距離傳輸，送入計(jì)算機(jī)。</p><p><b>　　2、單片機(jī)電路</b></p&

12、gt;<p>　　由51系列單片機(jī)AT89C2051及外圍晶振電路和上電復(fù)位電路組成。接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)協(xié)議向編碼調(diào)制或解碼解調(diào)電路發(fā)送或接收數(shù)據(jù)信號(hào)。</p><p>　　AT89C2051是低電壓、高性能的CMOS8位微控器，片內(nèi)含有2KB的Flash可編程且可擦除的只讀存儲(chǔ)器。主要特性是：</p><p>　　與MCS-51系列產(chǎn)品兼容；</p>

13、<p>　　片內(nèi)含有2KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫次數(shù)為1000次；</p><p>　　片內(nèi)含有128字節(jié)的RAM；</p><p>　　具有15線可編程I/O口；</p><p>　　含有兩個(gè)16位的定時(shí)器T0和T1；</p><p>　　中斷系統(tǒng)是具有6個(gè)中斷源、5個(gè)中斷矢量、2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；</p&

14、gt;<p>　　具有可編程的串行通信口；</p><p>　　低供耗節(jié)電模式為空閑模式和掉電模式；</p><p>　　全靜態(tài)操作為0-24MHz；</p><p>　　電源電壓為2.7-6V；</p><p><b>　　直接驅(qū)動(dòng)LED；</b></p><p>　　3、編碼調(diào)制

15、或解碼解調(diào)電路</p><p>　　采用專用的編碼（PT2262）和解碼芯片（PT2272）。詳見“PT2262.PDF、PT2272.PDF”文件（提示：重點(diǎn)看一下編碼和解碼的時(shí)序圖，便于理解編程控制）。實(shí)際電路選用SC2262和SC2272與PT系列完全兼容。</p><p>　　4、射頻（RF）發(fā)射電路</p><p>　　采用315MHz的晶體振蕩器。原理圖

16、如圖9所示：</p><p>　　圖9 RF電路原理圖</p><p>　　為簡(jiǎn)單起見，本設(shè)計(jì)采用成熟的315MHZ的射頻發(fā)射模塊。增加了射頻信號(hào)功率放大電路。</p><p><b>　　射頻接收解調(diào)電路</b></p><p>　　原理圖如圖10所示。本設(shè)計(jì)采用與315MHZ發(fā)射模塊對(duì)應(yīng)的成熟的接收組件。</

17、p><p>　　圖10 RF接收解調(diào)電路原理圖</p><p><b>　　六、工作原理</b></p><p><b>　　1.電源電路</b></p><p>　　采用變壓器把220V交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電，經(jīng)過(guò)全波式整流電路整流和電容濾波后送入三端穩(wěn)壓器7805，產(chǎn)生+5V的直流電，作為整個(gè)電路

18、系統(tǒng)的直流供電電源。</p><p>　　2.RS232通信接口電路</p><p>　　主要由DB9的標(biāo)準(zhǔn)232接口插座和專用芯片MAX232組成。通過(guò)這個(gè)接口電路可使PC與CPU之間實(shí)現(xiàn)雙向通信。PC機(jī)可以發(fā)送也可以接收命令和數(shù)據(jù)。在PC端，RS232通訊程序，通過(guò)DB9插座的2、3腳，產(chǎn)生RS232電流環(huán)信號(hào)，MAX232轉(zhuǎn)換為TTL或CMOS電平，送入CPU。反之?dāng)?shù)據(jù)通過(guò)CPU，再

19、經(jīng)過(guò)MAX232轉(zhuǎn)換為RS232信號(hào)，便于較長(zhǎng)的距離傳輸，送入PC。</p><p><b>　　3．CPU電路</b></p><p>　　由51系列單片機(jī)AT89C2051及外圍晶振電路和上電復(fù)位電路組成。接收來(lái)自PC的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)協(xié)議向編碼調(diào)制或解碼解調(diào)電路發(fā)送或接收數(shù)據(jù)信號(hào)。</p><p><b>　　4．編碼調(diào)制電路&l

20、t;/b></p><p>　　采用專用的解碼芯片PT2262。實(shí)際電路選用SC2262與PT系列完全兼容。</p><p>　　5．射頻（RF）發(fā)射電路</p><p>　　采用315MHz的晶體振蕩器。原理圖如圖8所示：</p><p><b>　　RF電路原理圖</b></p><p>

21、;<b>　　七、調(diào)試過(guò)程</b></p><p>　　按照電路圖，焊接電路，并檢查確定無(wú)誤。</p><p>　　1. 電源電路工作正常，輸出+5V。</p><p>　　2. RS232通信正常</p><p>　　實(shí)現(xiàn)PC與PC的串行通信，編程用單一PC實(shí)現(xiàn)自發(fā)自收。PC與CPU可實(shí)現(xiàn)通信，編程PC發(fā)數(shù)據(jù)，如CPU

22、收到，P3.5為低電平，如未收到，P3.5為高電平。編寫出了CPU與PC通信所用程序。</p><p>　　3．CPU工作正常 </p><p>　　自行設(shè)計(jì)一個(gè)蜂鳴器電路，編程實(shí)現(xiàn)播放音樂(lè)功能。</p><p>　　4.SC2262工作正常，發(fā)送的波形正確。(SC2262或SC2272需配合發(fā)射模塊和接收組件進(jìn)行調(diào)試)</p><p>　

23、　先斷開2262/2272的數(shù)據(jù)位與CPU的連接，人為用短接線把A、B、C、D依次置高電平（與VCC相連），（此時(shí)2262的發(fā)送使能端14腳應(yīng)接地，置低電平），對(duì)應(yīng)的接收系統(tǒng)的2272的A、B、C、D位應(yīng)依次變?yōu)楦唠娖剑f(shuō)明發(fā)送/接收的編碼調(diào)制及射頻電路部分都工作正常。在此過(guò)程中可測(cè)量2262的信號(hào)輸出端17腳以及2272的信號(hào)接收端14腳波形，并記錄。</p><p>　　5．用500MHZ示波器觀察并記錄射頻

24、信號(hào)的時(shí)域波形。</p><p>　　6．用頻譜分析儀觀察并記錄射頻信號(hào)的頻譜。</p><p>　　7．實(shí)現(xiàn)無(wú)線發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，如發(fā)“A”，在接收端收到“A”。</p><p><b>　　八、驗(yàn)證過(guò)程</b></p><p>　　1、檢查電路焊接無(wú)誤；</p><p><b>　　電

25、路板截圖</b></p><p><b>　　發(fā)送模塊</b></p><p><b>　　接收模塊</b></p><p>　　2、測(cè)量7805的輸出，記錄。</p><p><b>　　輸出5v</b></p><p>　　3、單機(jī)串行通

26、信測(cè)試，自發(fā)自收</p><p>　　4、PC與單片機(jī)串行通信，驗(yàn)證MAX232接口電路</p><p>　　5、編寫方波程序，檢驗(yàn)CPU電路</p><p>　　6、SC2262或SC2272配合發(fā)射模塊和接收組件進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　先斷開2262/2272的數(shù)據(jù)位與CPU的連接，人為用短接線把A、B、C、D依次置1101（1表

27、示與VCC相連，0表示接地），（此時(shí)2262的發(fā)送使能端14腳應(yīng)接地，置低電平），對(duì)應(yīng)的接收系統(tǒng)的2272的A、B、C、D位應(yīng)依次變?yōu)?101，說(shuō)明發(fā)送/接收的編碼調(diào)制及射頻電路部分都工作正常。</p><p>　　2262 芯片17管腳 Dout的輸出波形（編碼輸出）</p><p>　　7、系統(tǒng)連接，調(diào)試。</p><p><b>　　九.總結(jié)<

28、/b></p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)，我掌握了數(shù)字無(wú)線通信的原理，特別對(duì)整個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)送部分有了深刻的認(rèn)識(shí)；鞏固了對(duì)C51單片機(jī)匯編語(yǔ)言編程、通信原理、高頻電子線路等學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)。</p><p>　　課設(shè)中，我主要做的是部分線路焊接和C51單片機(jī)程序的編寫。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到自己所學(xué)知識(shí)的不足，通過(guò)逐步解決在編寫程序過(guò)程中遇到的一系列問(wèn)題，加深了對(duì)C51單片

29、機(jī)編程的認(rèn)識(shí)；同時(shí)在驗(yàn)證所做發(fā)射部分功能的過(guò)程中，由于程序編寫有誤，需要逐個(gè)驗(yàn)證各部分的功能，這個(gè)過(guò)程的收獲比直接出結(jié)果要大很多，通過(guò)驗(yàn)證過(guò)程，我對(duì)數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)送部分每一個(gè)組成部分有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為以后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　十.附錄</b></p><p><b>　　1、發(fā)送部分程序</b></p>

30、<p>　　#include<reg51.h> </p><p>　　sbit P37=P3^7; </p><p>　　unsigned char temp;</p><p>　　unsigned char sendData; </p><p>　　bit F

31、lag; </p><p>　　/**************************************************</p><p>　　延時(shí)處理程序 </p><p>　　**************************************************/</p><p&g

32、t;　　void delay(unsigned int i)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char j;</p><p>　　for(i; i > 0; i--)</p><p>　　for(j = 200; j > 0; j--) ;</p>

33、<p><b>　　}</b></p><p>　　/* 主函數(shù) */</p><p>　　void main (void)</p><p>　　{ //P1=0x00;</p><p><b>　　P37=1;</b></p><p>　　SCON

34、= 0x50; /* SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 */</p><p>　　TMOD |= 0x20; /* TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload */</p><p>　　TH1 = 0xFD; /* TH1: reload value for 9600 baud @

35、11.0592MHz */</p><p>　　TR1 = 1;/* TR1: timer 1 run */</p><p>　　EA = 1; /*打開總中斷*/</p><p>　　ES = 1; /*打開串口中斷*/<

36、;/p><p><b>　　Flag=0;</b></p><p>　　while (1) /*主循環(huán)不做任何動(dòng)作*/</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　if(Flag)</b></p>

37、<p><b>　　{</b></p><p>　　SBUF=sendData; //SUBF接受/發(fā)送緩沖器</p><p>　　while(TI==0);</p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　Flag=0;&

38、lt;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/* 串口中斷程序 */</p><p>　　void UART_

39、SER (void) interrupt 4 //串行中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(RI == 1) //RI接受中斷標(biāo)志</p><p><b>　　{</b></p><p>　　RI = 0; //清除RI接受中斷標(biāo)

40、志</p><p>　　temp = SBUF; //SUBF接受/發(fā)送緩沖器</p><p>　　sendData=temp;</p><p><b>　　P1=temp;</b></p><p><b>　　P37=0;</b></p><p>　　delay(10);

41、</p><p><b>　　P37=1;</b></p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　temp>>4;</b></p><p><b>　　P1=temp;</b></p><p><b>　　

42、P37=0;</b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　P37=1;</b></p><p><b>　　Flag=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　

43、　}</b></p><p><b>　　2、參考資料</b></p><p>　　1.《通信原理》 樊昌信 編著 國(guó)防工業(yè)出版社 2001年6月 </p><p>　　2. C51單片機(jī)編程與應(yīng)用 電子工業(yè)出版社 第1版 2011年1月1日</p><p>　　3. 單片機(jī)編程軟件Keil C51開