通信原理系统课程设计-基于315MHz的数字无线发送（或接收）系统.doc

通信原理系统课程设计-基于315mhz的数字无线发送（或接收）系统题 目： 设计通信原理系统 学 院： 光电信息与通信工程学院 专 业： 通信工程专业 学生姓名： 闫振宇 班级/学号 通信0801班 2008010382 指导老师： 李振松 目录目录目录一、通信系统的组成1二、从信息传递的网络结构来理解通信系统2三、通信系统的分类3四、通信的主要传输方式3五、通信系统课程设计内容、目的、任务4六、发射及接收系统中涉及的电路模块说明：7七、通信系统课程设计调试过程：9八、通信系统课程设计验证过程：11九、通信系统课程设计总结：15十、通信系统课程设计心得与体会：162-基于315mhz的数字无线发送（或接收）系统一、通信系统的组成定义：传递信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。通信系统的一般模型数字无线通信系统的组成1信息源: 模拟信源（电话机、摄像机、摄像头等），数字信源（计算机、数码相机等）。2信源编码：把连续的信息变换为数字信号，之后一般进行数据压缩处理，去掉部分冗余信息。3信道编码：通过增加冗余信息，进行适当的编码变换，以减少信息传输时干扰造成的数据丢失。提高传输的可靠性。4数字调制：把信道编码后的数字信号变换为可加到射频电路的模拟信号。如：ask，fsk，psk，dpsk，qpsk，qam，msk等。5射频调制：把数字调制后的模拟信号加到射频载波上，发射出去，实现无线传输。如：am，dsb，ssb，vsb，fm，pm等。接收时，信息变换与上述过程相反。二、从信息传递的网络结构来理解通信系统网络7层结构。一般的双向通信系统至少包括：应用层，数据链路层，物理层。通信系统三层网络结构三、通信系统的分类1. 按消息的物理特征分类如：电话通信系统、数据通信系统、图象通信系统等，专用的或兼容的。2. 按调制方式分类基带传输：将未调制的信号直接传送。调制传输：对各种信号变换方式后传输的总称。目的：1）将消息变换为便于传送的方式。如无线传输时必须将消息载在高频上才能在自由空间发射出去。2）提高性能，特别是抗干扰能力。3）有效地利用频带。实际使用时，常常采用复合的调制方式，即用不同的调制方式进行多级调制。四、通信的主要传输方式通信的主要传输方式有五种：1电缆通信；2微波中继通信；3光纤通信；4卫星通信；5移动通信；五、通信系统课程设计内容、目的、任务1. 设计内容：（一）设计一种具有较强实用性的通信系统方案 如：单兵无线通信系统、无线网络通信系统、卫星通信系统、gsm远程通信系统等 要求：1）设计出系统原理框图及基本的电路原理图； 2）写出系统的工作原理及电路的工作原理； 3）设计出系统的主要性能指标，如：传输距离、发射功率等（二）设计实现基于315mhz的数字无线通信系统。2设计目的：通过通信系统方案设计及具体的电路调试和软件编程实践，进一步加深对通信系统的了解，理解所学的专业知识，提高动手能力，提高解决实际问题的综合能力。3涉及课程：移动通信、计算机高级语言编程（tc，c+，vc，vb，c+ buidier，delphe等）；51单片机汇编语言编程；通信原理；高频电子线路；模拟电路、数字电路、电路cad等。4原理框图：无线发射系统原理框图图无线接收系统原理框图图5详细电路原理图：数字无线发射系统原理图数字无线接收系统原理图六、发射及接收系统中涉及的电路模块说明：1.rs232通信接口电路主要由db9的标准232接口插座和专用芯片max232组成。通过这个接口电路可使pc与cpu之间实现双向通信。pc机可以发送也可以接收命令和数据。在pc端，rs232通讯程序，通过db9插座的2、3脚，产生rs232电流环信号，max232转换为ttl或cmos电平，送入cpu。反之数据通过cpu，再经过max232转换为rs232信号，便于较长的距离传输，送入pc。2cpu电路 由51系列单片机at89c2051及外围晶振电路和上电复位电路组成。接收来自pc的数据，然后根据协议向编码调制或解码解调电路发送或接收数据信号。at89c2051是低电压、高性能的cmos8位微控器，片内含有2kb的flash可编程且可擦除的只读存储器。主要特性是：l与mcs-51系列产品兼容；l片内含有2kb的flash程序存储器，可擦写次数为1000次；l片内含有128字节的ram；l具有15线可编程i/o口；l含有两个16位的定时器t0和t1；l中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先权的中断结构；l具有可编程的串行通信口；l低供耗节电模式为空闲模式和掉电模式；l全静态操作为0-24mhz；l电源电压为2.7-6v；l直接驱动led；3编码调制或解码解调电路 采用专用的编码（pt2262）和解码芯片（pt2272）。详见“pt2262.pdf、pt2272.pdf”文件（提示：重点看一下编码和解码的时序图，便于理解编程控制）。实际电路选用sc2262和sc2272与pt系列完全兼容。4射频（rf）发射电路采用315mhz的晶体振荡器。原理图如图所示：rf电路原理图5射频接收解调电路 rf接收解调电路原理图6电源电路 采用变压器把220v交流电转换为低压交流电，经过全波式整流电路整流和电容滤波后送入三端稳压器7805，产生+5v的直流电，作为整个电路系统的直流供电电源。七、通信系统课程设计调试过程：（一）、焊接1对照原理图，先焊低矮的器件（注意方向）：ic插座，电阻，二极管，电容，测试点（可用剪断的电阻腿），7805等。2再焊连接线。首先是做线：估计连接长度，剪线，剥皮，上焊锡丝，焊接。（尽可能短）3最后焊变压器及其引脚连线，电源线。4根据编码配对情况把地址码焊好。5把变压器的220v交流引脚部分，在底面用透明胶布粘贴，以免触电。6先安装四角的固定铜柱，便于焊接、测量及调试。（二）、检查1先看有无焊接错误。如元件的方向等。再观察焊点之间有无搭焊、虚焊等。2对照原理图，用万用表，选择电阻档，测量每一个连接线，确保正确连接。3不插电情况下，用电阻档检查vcc是否短路。4让老师检查，通过后，可进行后续的测量流程。（三）、测量1ic芯片都先不插上，检查vcc无短路，清干净桌面。插上电源插头，测量7805的3脚输出端，正常为+5v，此时电源指示灯亮。如不正常，拔下插头检查电路。2先插ic1，首先触摸ic表面如无发热且vcc正常，可继续。3插ic2，同上。4插ic3，同上。5所有元件都插上后，如果vcc正常，7805无明显发热，说明电路没有短路问题。可逐步进行功能性测量和调试。（四）、调试1测量7805的输入、输出，记录。2sc2262或sc2272需配合发射模块和接收组件进行调试。先断开2262/2272的数据位与cpu的连接，人为用短接线把a、b、c、d依次置高电平，对应的接收系统的2272的a、b、c、d位应依次变为高电平，说明发送/接收的编码调制及射频电路部分都工作正常。在此过程中可测量2262的信号输出端17脚以及2272的信号接收端14脚波形，并记录。3max232、at89c2051，需配合程序进行调试。只要电路连接无误，主要是编写、调试程序工作，逐步使系统调通，正常工作。八、通信系统课程设计验证过程：1. 电源电路工作正常，输出+5v。2. rs232通信正常（波特率统一为2400）：（1）实现pc与pc的串行通信，编程用单一pc实现自发自收。（2）pc与cpu可实现通信，编程pc发数据，如cpu收到，p3.5为低电平，如未收到，p3.5为高电平。实现过程：private sub command1_click()comm1.output = text1.textend subprivate sub command2_click()text2.text = comm1.inputend subprivate sub command3_click()endend subprivate sub form_load()comm1.portopen = trueend sub3cpu工作正常（可设计让p3.7口线输出10khz的方波）。实现过程：17/*pc与cpu通信*/#include sbit p37=p37; /* 主函数 */void main (void) /p1=0x00;p37=0; scon = 0x50; /* scon: 模式 1, 8-bit uart, 使能接收 */ tmod |= 0x20; /* tmod: timer 1, mode 2, 8-bit reload */ th1 = 0xfd; /* th1: reload value for 9600 baud 11.0592mhz */ tr1 = 1; /* tr1: timer 1 run */ ea = 1; /*打开总中断*/ es = 1; /*打开串口中断*/while (1) /*主循环不做任何动作*/ ; /* 串口中断程序 */void uart_ser (void) interrupt 4 /串行中断服务程序 unsigned char temp;/*sbuf=0x31;/sbuf是一个一次能够接收一字节的缓冲器 while(ti=0);/ti=0时单片机可以把sbuf发送到pc 当发送完成后ti=1(硬件置1) ti=0;/软件置0 执行下一次的发送 */temp=sbuf;/p1=0x00;p1=temp;while(ri=0); ri=0;/*cpu控制源程序*/*a.调试程序*/#include #define uchar unsigned charsbit p3_7=p37;/2262控制端口void delay();/延时函数 void main() while(1) p3_7=0;delay();p3_7=1;delay(); void delay()/延时函数 uchar i,j;for(i=0;i100;i+)for(j=0;j200;j+); /*b.控制主程序*/#include #define uchar unsigned charsbit p3_7=p37;/2262控制端口void delay();/延时函数 void tran_2262(uchar dat);/发送数据到2262void main() uchar buf; /暂存待发送数据 tmod=0x20; /定时器t1工作在模式2作波特率发生器，2400，启动 th1=0xf3; tl1=0xf3; scon=0x50; pcon=0x00; /串行通信模式1 tr1=1; while(1) while(ri=0);buf=sbuf; ri=0; /查询接收, 等收到1字节 tran_2262(buf); sbuf=buf; while(!ti);ti=0;自发自收private sub command1_click()mscomm1.output = trim(text1.text)end subprivate sub command2_click()dim buf$buf = trim(mscomm1.input)if len(buf) 0 then text2.text = text2.text + bufend ifend subprivate sub form_load()mscomm1.portopen = trueend sub4sc2262或sc2272工作正常，发送或接收的波形正确。 （用普通示波器观察并记录sc2262或sc2272数据端的波形；）5用500mhz示波器观察并记录射频信号的时域波形。6用频谱分析仪观察并记录射频信号的频谱。7实现无线发送/接收数据，如发“a”，在接收端收到“a”。九、通信系统课程设计总结：在课程设计过程中，我遇到了以下困难：1、 用vb实现串口功能时，我使用的vb没有控件mscomm control6.0，之后便顺利完成了串口程序。2、 在实现自发自收功能时，连接电源后，电路不能实现自发自收功能，没接电源，电路能实现自发自收功能，我一直不太理解，后来请教了老师，终于明白了为什么。3、 未连接串口时，2272的使能端为高电平，连接串口后，2272使能端变为低电平，这个问题困扰了我很久，最后我查阅了一些串口资料，明白了其中缘由，并顺利解决了这个问题。4、 在实现互发互收的时候，我们只能连接公共地才能完成通信，其中的原因我们一直分析不出来，之后我们用示波器仔细观察了各关键点的信号波形后，发现地信号内包含了信息信号。十、通信系统课程设计心得与体会：四周的通信系统课程设计紧张而充实。通过这次课设让我复习和学习了太多知识。课设用到了了vb和keil，这让我对高中的vb知识和大二的单片机知识有了一次系统的复习。我进一步加深了对vb软件和单片机串口的认识，通过完成串口的