通信工程综合实训自行开发的VX-2R电台功能.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目 录 第一部分 自行开发的 VX 2R 电台功能 1 1 1 VX 2R 无线电收发机性能参数说明 1 1 2 调频电台调试 1 1 3 相关功能开发 1 第二部分 Ad Hoc 网络及其在军事上的应用专题综述 3 2 1 简介 3 2 2 Ad Hoc 网络的结构及特点 4 2 3 Ad Hoc 网络的发展脉络 6 2 4 Ad Hoc 网络在军事通信中的应用 5 2 5 结束语 7 参考文献 10 第三部分 温度检测器设计制作 11 3 1 理论基础 11 3 2 元器件清单 14 3 3 原理图设计 14 3 4 程序设计 15 3 5 实物图 20 3 6 使用说明 21 第四部分 卫星电视接收中国教育频道 22 4 1 卫星电视接收系统的组成 22 4 2 卫星广播电视信号的极化方式 22 4 3 卫星电视天线的安装 22 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 4 卫星电视系统调试 23 4 4 1 修改接收机参数 23 4 4 2 调整卫星天线 24 4 4 3 注意事项 24 4 5 调试结果 25 结束语 27 第一部分第一部分 自行开发的自行开发的 VX 2RVX 2R 电台功能电台功能 VX 2R 是一款超小型的多频段调频无线电收发机 并具有很宽的的接收频率覆盖 它超小的体积便于随时携带 除了可以再 144 和 430Mhz 上的发射操作 还可以接收调 幅和调频的广播频段 短波频段 VHF UHF 电视伴音频段 VHF 调幅航空频段以及广泛 的商业和公共安全频率 其他相应的功能也非常齐全 可以为生活 工作带来极大便 利 1 11 1 VX VX 2R2R 无线电收发机性能参数说明无线电收发机性能参数说明 1 信道步长 VX 2R 的频率合成器提供了 5 9 10 12 5 15 20 25 50 100khz 等多种信 道的频率间隔 即为信道步长 2 接收模式 有以下几种可选的接收模式 AUTO 自动方式 N FM 窄调频 W FM 宽调频 AM 调幅 3 中继频差 可以按不同国家的习惯配置不同的中继频差 144Mhz 的中继频差是 600khz 在 430Mhz 频段的频差可能是 1 6 Mhz 7 6Mhz 或 5Mhz 4 频率稳定度 5ppm 10 60 5 制式 F2 F3 1 21 2 调频电台调试调频电台调试 VX 2R 具有扫描 接收调频电台 电视伴音广播等功能 如接收以下三个调频电台 北京中国国际广播电台 FM 88 7 Mhz 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 辽宁经济广播电台 FM 107 6 FM 105 5Mhz 辽宁电台文艺台 FM 95 9 Mhz 还可以接收电视伴音频率 如接收中央一套电视伴音信号 其频率 76 Mhz 1 31 3 相关功能开发相关功能开发 1 设置背光亮度 操作步骤如下 A 按住 H L 键一秒钟进入菜单模式 B 转动调谐旋钮选择 16 号菜单 DIMMER C 短按 H L 键就可以对该项进行调整 D 转动调谐旋钮调整背光到一个舒适的亮度 E 按发射键保存新的设定并返回到正常操作 2 改变信道步长 操作步骤如下 A 按住 H L 键一秒钟进入菜单模式 B 转动调谐旋钮选择 43 号菜单 STEP C 短按 H L 键就可以对该项进行调整 D 转动调谐旋钮选择新的信道步长 E 按发射键保存新的设定并返回到正常操作 3 信道存储 操作步骤如下 A 在频率模式下 VFO 选择需要的频率 同时设好要保存的亚音静噪模式 中 继频差和发射频率 B 按住 F W 键一秒钟 C 在放开 F W 键的五秒钟之内选择信道 微处理器会自动选择第一个可用的空闲 信道 D 再按一次 F W 键将频率等数据存入信道 E 这是仍然工作在频率模式下 可以重复以上步骤 输入其他频率并保存到另外 的信道 4 短波广播信道 操作步骤如下 A 按 F W 键然后再按激活互联网功能 调出特殊信道菜单 B 按 BAND 键选出 RADIO 调出广播信道组 C 转动调谐旋钮从 89 个可用的广播信道中选择其中之一 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 D 按 H L 键可使显示屏上的指示在 频率 和 站名 之间切换 E 按 V M 键或 F M 键 紧接着再按激活互联网功能键 退回到正常模式 第二部分第二部分 AdAd HocHoc 网络及其在军事上的应用专题综述网络及其在军事上的应用专题综述 摘摘 要要 本文主要结合 Ad Hoc 网络的结构和特点 介绍了网络发展的历程 针对网络在军 事通信中的应用主要介绍了一种面向军事通信开发的无线自组网系统 NTDR Near Term Digital Radio 关键字 Ad Hoc 军事通信 应用 2 12 1 简介简介 移动自组织网络 Mobile Ad Hoc Network MANET 出现之初指的是一种小型无线 局域网 如果追溯到 20 世纪 70 年代初期的分组无线网的话 Ad Hoc 网络已走过了 30 年的历史 即使从 1991 年 IEEE 802 11 标准委员会正式用 Ad Hoc 来描述这种自组网 对等式无线移动网络算起 也已经有 10 余年的历史 但这种特殊的无线通信网络直到 20 世纪 90 年代后期才逐渐被我们所了解和关注 这是因为 Ad Hoc 网络一开始就是为 军事通信应用而设计的 军事通信由于其特殊的应用环境 对通信技术有着特殊的要 求 自组网的出现 最早就源自军事上的需求 首先 在军事上的许多场合 作战部 队和指挥机构快速移动 这就要求它们之间的通信一定要采用无线方式 其次 战场环 境下的通信系统要求具备较强的抗毁性 不能因为个别节点的毁坏而造成整个通信系 统的瘫痪 这就要求通信系统最好以一种无中心 分布式控制的方式进行组网 此外 在某些战场环境下 由于不能或不方便预先布设通信基础设施 也需要一种可快速展 开的自组织移动网络 最后 随着各种高速数据业务和多媒体业务在军事上的应用 无 线频谱资源越来越紧张 在 100MHz 以下的频段已不能满足新的军事通信需求 而在 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 100MHz 以上的频段只能进行视距传输 限制了无线通信的范围 因此 为了实现远距 离用户之间的消息交互 必须要采用多跳中继转发的方式 上述的所有需求综合起来就是要求一种无中心 分布式控制 可快速临时组网 多跳的无线移动通信系统 即无线移动自组织网 目前美军面向军事通信开发的无线 自组网系统主要有 PRNET Packet Radio Network NTDR Near Term Digital Radio WINGs Wireless Internet Gateways 此外 英国 澳大利亚 挪威和法国等也都积 极研究适合军事应用的分组无线网 如英国的战斗无线网 CNR 和澳大利亚国防部 1993 年研制的短波战术无线网 TPRN 可支持语音 图像 传真 X 400 报文和文件传输等 综合业务传输 并可以和 B 一 ISDN 互连 此外还有挪威陆军于 1990 年研制的 TADKOM 战术通信系统 法国的第四代战术电台 PR4G 等 笔者主要结合 Ad Hoc 网络的结构及 特点简要介绍了 Ad Hoc 网络的发展及在军事通信中的应用 2 22 2 AdAd HocHoc 网络的结构及特点网络的结构及特点 Ad Hoc 网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治 系统 Ad Hoc 网络一般采用分布式控制结构 即完全分布式网络结构和分层分布式控 制网络结构 这两种网络结构又分别称为平面结构和分级结构 1 平面结构 平面结构的网络比较简单 无需任何的结构维护过程 所有节点在网络控制 路 由选择和流量管理上都是平等的 所以又可以称为对等式结构 这种结构中源站和目 的站之间一般存在多条路径 可以使用多条路径实现负荷分担 也可以为不同的业务 类型选择适当的路径 网络所有节点是对等的 原则上不存在瓶颈 所以比较健壮 见 图 1 图 1 平面结构 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 分级结构 网络被划分为簇 Cluster 每个簇由一个簇头 Cluster Header 和多个簇成员 Cluster Member 组成 这些簇头形成了高一级的网络 在高一级的网络中 又可以 再分簇 再次形成更高一级的网络 直至最高级 分级结构中 簇头节点负责簇间数 据的转发 它可以预先指定 也可以由节点使用算法选举产生 根据不同的硬件配置 分级结构的网络又可以分为单频分级和多频分级两种 单频分级见图 2 所有节点使用 同一个频率通信 实现簇头之间的通信 要有网关节点的支持 簇头和网关节点形成 高一级的网络 称为虚拟骨干网络 在分簇结构中 网关是指同时位于两个簇头通信 范围内的节点 图 2 单频分级结构 而多频分级网络中 见图 3 不同级采用不同的通信频率 低级节点的通信范围较 小 而高级节点要覆盖较大的范围 高级的节点同时处于多个级中 使用多个频率 用不同的频率实现不同级的通信 在图 3 所示的两级网络中 簇头节点有两个频率 频率 1 用于簇头与簇成员的通信 而频率 2 用于簇头之间的通信 硬件支持的话 分 级网络中的每个节点都可以成为簇头 这样需要适当的簇头选举算法 算法要能根据 网络拓扑的变化重新分簇或废除和选举簇头 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 3 分级结构 目前在军事应用中 规模较大的 Ad Hoc 网络常采用分簇结构 且簇的划分和管理 通常与作战单位相对应 不同簇之间通信必须借助于网关节点的转发来完成 假如以 一个建制连作为一个簇 不同连的节点的通信必须通过营的网关节点来转发见图 4 当 1 连的某个节点要和 3 连的某个节点通信时 必须借助于 1 营的网关节点进行转发 图 4 军事通信中采用的分簇网络结构 3 Ad Hoc 网络的特点 Ad Hoc 网络具有无中心 自组织 多跳路由 独立组网 节点移动等特点 这使 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 得它在很多特殊场合的通信应用有独特的优势 但这些独有的特点也使得 Ad Hoc 网络 在组网方式上跟传统的无线通信网络有极大的差异 Ad Hoc 网络的多跳共享无线广播 信道 多跳路由等都是普通有中心的无线网络不可能遇到的 为了适应这种独特的组 网和工作方式 必须为 Ad Hoc 网络单独设计相应的协议 无论是信道接入协议 路由 协议 传输协议等都要根据 Ad Hoc 网络的需要和特点进行改进和调整 2 32 3 AdAd HocHoc 网络的发展脉络网络的发展脉络 Ad Hoc 网络发展至今大约经历了 4 个阶段 第一阶段为 Ad Hoc 网络的萌芽期 20 世纪 70 80 年代 此阶段的目标是在无线网 络中实现分组数据的传送 这是当时分组无线网的设计目标 研究的领域集中在物理 层和链路层 组网的概念并不清晰 严格意义上而言 这只算是 Ad Hoc 网络的前身 第二阶段为 Ad Hoc 网络的初步使用期 20 世纪 80 90 年代 Ad Hoc 网络的规模 变大 并在军事通信系统中使用 随着规模的变大 组网问题变得非常重要 但受网 络技术发展的限制 提出了很多私有的协议和标准 这一阶段还对规模使用面临的抗 毁性等问题进行了研究 第三阶段为 Ad Hoc 网络的初步成熟期 20 世纪 90 年代 随着软 硬件技术的快 速发展 计算机网络和移动通信等技术的逐渐成熟 Ad Hoc 网络技术步入了初步的成 熟期 新的元器件 新的无线通信技术 新的路由协议等都为它的发展提供了技术保 证 美国开始研制大量的 Ad Hoc 网络设备并装备部队 Ad Hoc 网络无论技术研究 设 备开发 组网 管理等方面都得到了快速的发展 这一阶段初步解决了组网的问题 并且有些设备在物理层实现了话音和数据的综合传送 第四阶段为 Ad Hoc 网络蓬勃发展期 从 20 世纪 90 年代至今 由于 Ad Hoc 网络 逐渐开始采用 TCP IP 等标准的商用网络协议 加上其应用领域也逐渐从军事应用向民 用扩展 越来越多的研究人员参与到了对 Ad Hoc 网络技术的研究工作中 研究的方向 涉及到了 Ad Hoc 网络技术的方方面面 涵盖了信道技术 接入技术 组网 的网络管 理 分簇算法 QoS 网络安全 节能等方面 这一阶段的研究已经并将继续使 Ad Hoc 网络技术进一步走向成熟 并逐步实现多媒体通信功能 以支持数据 话音 图像的 综合传送 此外 还要为不同的应用场合提供特殊的技术支持 比如在分级网络中要 有合适的分簇算法 对于传感器应用要使用节能技术等 还有 随着 Ad Hoc 网络应用 范围的不断扩大 在组网和网络运营过程中面临的网络管理 安全管理等公共难题也 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 将在此阶段得到解决 2 42 4 AdAd HocHoc 网络在军事通信中的应用网络在军事通信中的应用 20 世纪 60 年代有线网中分组交换技术的出现 为自组网的诞生奠定了概念上的基 础 1972 年美国国防部 DARPA 发起了研究与开发分组无线网络 PRNET 的研究项目 试 图将分组交换的概念扩展到无线通信领域 到 20 世纪 80 年代 PRNET 的可行性得到了 验证 为了进一步解决 PRNET 开发中暴露出来的问题 DARPA 于 1983 年又发起了可生存 无线网络 SURAN 的研究计划 因特网的成功推动了要将全球信息基础设施扩展到移动无线环境中的进程 美国 国防部在 1994 年启动了 DARPA 的全球移动 GloMo 信息系统计划 GloM 计划中比较 有影响的项目有 WINGs 和 MMWN 等 在这里主要介绍一种面向军事通信开发的无线自组 网系统 NTDR Near Term Digital Radio NTDR 是美军用于在移动无线环境下支持 IP 数据业务的战术无线电台 美军打算把 它作为实现旅或旅以下战术作战中心 TOC TOC Tactical Operation Center 之间通信 的骨干无线电台 NTDR 使用了两个天线 一个用于嵌入式 GPS 接收机 另一个用于 UHF 频段 225 450MHz 的通信 NTDR 电台可以自动地组织成一个动态的两层网络 在该网络中 电台分成若干个 群 每个群由一个群首和若干成员组成 各个群的群首构成一个骨干网见图 5 图 5 NTDR 网络结构 在 NTDR 网络中 支持多达 7 跳的多跳通信 某一群成员漫游到其他群时 可以在 这两个群间自动切换 NTDR 系统具备自我修复网络的能力 如果某一个群首失效 例如 电 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 力不足 故障或被击毁 会有一个新的群首被选举出来 NTDR 电台使用了无线开放最短路径优先 ROSPF Radio Open Shortest Path First 协议作为它的路由协议 NTDR 电台使用了 CSMA 类协议 CarrierSense Multiple Access 作为它的无线信道 接入控制协议 此外 NTDR 同时使用了 3 个不同频点用于不同目的 控制信道使用的频道 群 内成员通信使用的局部频道 不同群间群首通信使用的骨干频道 1 分群和路由 整个 NTDR 网络分成了多个群见图 6 每个群中有两种节点 普通节点和群首 普通 节点距群首只有一跳 所有群的群首相互连接构成骨干网络 NTDR 结构将相邻群之间 的通信限制在只能通过群首完成 因此群首也行使了网关的功能 而且 单个群内的 一跳邻节点可以直接通信 但群间的通信都必须经过群首 NTDR 分群方案是专门为了应付战术网络中可能出现的频繁的节点移动和节点失效 而特别设计的 网络 骨干网 是由群首稀疏地连接在一起的 每个群首的失效都可 能带来较大的影响 为了克服这个弱点 其他节点要积极地维护路由骨干网 当网络 拓扑 节点连接性 发生变化时 每个节点都要有迅速成为群首的能力 为了跟踪与相 邻节点的连接性 每个节点都周期性地接收和发送信标 Beacon 分组 图 6 NTDR 网络结构 2 MAC 协议 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 NTDR 采用经典的 MACAW4 次握手 RTS CTS DATA ACK 机制接入信道 在图 7 中给出 了 4 握手控制机制的时序 接收端采用 CRC 校验来判断收到的数据分组是否正确 图 7 握手信道接入控制机制 3 物理层 NTDR 发送频率为 225 450MHz 传输速率 375kbit s 最大发送功率 20W 43dBm 对信息数据首先采用 3 4 码率 约束长度为 k 7 的卷积码编码 编码后的数据流速率 为 500kbit s 然后 将编码后数据流进行 QPSK 调制的直接序列扩频 扩频序列为 4Mhz TRANSEC Tran smission Security 伪随机序列 扩频增益为 16 在这种物理层体制下 对于一个点对点链路 NTDR 传输工 P 分组的最大吞吐可达 250kbit s 对于较大的工 P 分组往返时延大约为 140ms 2 52 5 结束语结束语 无线移动自组织网的出现 最早源自于军事上的需求 是为满足战场生存能力强 无固定的设施和超视距范围连接的需要而发展起来的 它以自组织 自恢复 多跳通 信 快速部署 不需要依靠预置的固定通信基础设施等特点 可以使士兵及其他移动 平台在战场上能够自由移动 而不受任何有线通信设备的限制 可在如沙漠或丛林这样 根本没有陆地通信基础设施的区域内快速展开 完成通信功能 可以实现超视距用户之 间的消息和数据交换 总之 无线移动自组织网可以满足战场上对生存能力的要求 因此在军事上得到了极大的关注 它必将在军事通信领域发挥越来越重要的作用 成 为未来战场上的主要通信手段之一 1972 年美国国防部 DARPA 发起了研究与开发分组无线网络 PRNET 的项目 从此拉 开了研究自组网的序幕 目前 世界各国都在对自组网在军事上的应用展开研究 美 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 国国防部在 1994 年启动了 DARPA 的全球移动 GloMo 信息系统计划 此外 英国 澳 大利亚 挪威和法国等也都积极研究适合军事应用的分组无线网 如英国的战斗无线 网 CNR 和澳大利亚国防部 1993 年研制的短波战术无线网 TPRN 等 Ad Hoc 网络虽然 出现了很多年 但它仍是一门新兴的网络技术 很多问题有待进一步解决 参考文献参考文献 1 Leiner B M Nielson D L F A Tobagi Packet Radio Networks Special 工 ssne Proc IEEE J 1987 2 郑少仁 王海涛 赵志峰等 Ad Hoc 网络技术 M 北京 人民邮电出版社 2005 3 于宏毅 无线移动自组织网 M 北京 人民邮电出版社 2005 4 何非常 周吉 李振帮等 军事通信一一现代战争的神经网络 M 北京 国防工 业出版社 2000 第三部分第三部分 温度检测器设计制作温度检测器设计制作 3 13 1 理论基础理论基础 随着人们生活水平的不断提高 单片机控制无疑是人们追求的目标之一 它所给人 带来的方便也是不可否定的 其中数字温度计就是一个典型的例子 但人们对它的要 求越来越高 要为现代人工作 科研 生活 提供更好的更方便的设施就需要从数单 片机技术入手 一切向着数字化控制 智能化控制方向发展 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比 具有读数方便 测温范围广 测 温准确 其输出温度采用数字显示 主要用于对测温比较准确的场所 或科研实验室 使用 该设计控制器使用单片机 AT89C2051 测温传感器使用 DS18B20 用 3 位共阳 极 LED 数码管以串口传送数据 实现温度显示 能准确达到以上要求 温度计电路设计总体设计方框图如图 8 所示 控制器采用单片机 AT89C2051 温 度传感器采用 DS18B20 用 3 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示 主 控 制 器 LED 显 示温 度 传 感 器 单片机复位 时钟振荡 报警点按键调整 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 8 总体设计方框图 1 主控制器 单片机 AT89S51 具有低电压供电和体积小等特点 四个端口只需要两个口就能满 足电路系统的设计需要 很适合便携手持式产品的设计使用系统可用三节电池供电 2 显示电路 显示电路采用 3 位共阳 LED 数码管 从 P3 口 RXD TXD 串口输出段码 3 温度传感器 DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度 传感器 与传统的热敏电阻等测温元件相比 它能直接读出被测温度 并且可根据实 际要求通过简单的编程实现 9 12 位的数字值读数方式 DS18B20 的性能特点如下 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信 多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上 实现多点组网功能 无须外部器件 可通过数据线供电 电压范围为 3 0 5 5 零待机功耗 温度以 9 或 12 位数字 用户可定义报警设置 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度 温度报警条件 的器件 负电压特性 电源极性接反时 温度计不会因发热而烧毁 但不能正常工作 DS18B20 采用 3 脚 PR 35 封装或 8 脚 SOIC 封装 其内部结构框图如图 9 所示 I O C 64 位 ROM 和 单 线 接 口 高 速 缓 存 存储器与控制逻辑 温度传感器 高温触发器 TH 低温触发器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 发生器 Vdd 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 9 DS18B20 内部结构 64 位 ROM 的结构开始 8 位是产品类型的编号 接着是每个器件的惟一的序号 共有 48 位 最后 8 位是前面 56 位的 CRC 检验码 这也是多个 DS18B20 可以采用一 线进行通信的原因 温度报警触发器 TH 和 TL 可通过软件写入户报警上下限 DS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的 可电擦除的 EERAM 高速暂存 RAM 的结构为 8 字节的存储器 头 2 个字节包含测得的 温度信息 第 3 和第 4 字节 TH 和 TL 的拷贝 是易失的 每次上电复位时被刷新 第 5 个字节 为配置寄存器 它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率 DS18B20 工 作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值 低 5 位一直为 1 TM 是工作模式 位 用于设置 DS18B20 在工作模式还是在测试模式 DS18B20 出厂时该位被设置为 0 用户要去改动 R1 和 R0 决定温度转换的精度位数 来设置分辨率 4 DS18B20 与单片机的接口电路 DS18B20 可以采用两种方式供电 一种是采用电源供电方式 此时 DS18B20 的 1 脚 接地 2 脚作为信号线 3 脚接电源 另一种是寄生电源供电方式 如图 10 所示 单片 机端口接单线总线 为为保证有效 DS18B20 时钟周期内提供足够的电流 可用一个 MOSFET 管来完成对总线的上拉 图 10 DS18B20 采用寄生电源的电路图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 23 2 元器件清单元器件清单 综上 根据设计方框图 选择相应元器件 就可以在 Protues 或者 protel 软件环境 下画出原理图 所需要元器件清单如下 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 11 元器件清单 3 33 3 原理图设计原理图设计 下图即为本设计总体原理图 控制器使用单片机 AT89C2051 温度传感器使用 DS18B20 用 3 位共阳 LED 数码管以动态扫描法实现温度显示 设计简洁而逻辑清晰 具有一定的科技含量与难度 而且功能强大 应用广泛 图 12 原理图 3 43 4 程序相关程序相关 由于本设计中用到了控制器即单片机 AT89C2051 所以要设计相应的 C 语言程序 或者汇编语言程序以实现相应的控制功能 基于 DS18B20 数字温度传感器的软件设计 采用 C51 编写程序 主要完成 DS18B20 的测量温度值计算及温度值的显示功能 其采 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 用模块化设计 程序设计包括系统初始化 复位程序 读取温度程序 温度转换程序 数码管显示程序和延时程序 温度控制器的关键程序代码如下所示 1 DS18B20 c include ds18b20 h include delay h bit Init ds18b20 bit tempData DQ 1 DelayUs2x 5 DQ 0 DelayUs2x 200 DelayUs2x 200 DQ 1 DelayUs2x 50 tempData DQ DelayUs2x 25 return tempData void Write ds18b20 uchar dt uchar i 0 for i 0 i 1 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 DelayUs2x 25 uchar Read ds18b20 uchar i 0 uchar dt 0 for i 0 i 1 DQ 1 if DQ dt 0 x80 DelayUs2x 25 return dt uint ReadTemperature uint dt tempH tempL Init ds18b20 Write ds18b20 0 xcc Write ds18b20 0 x44 DelayMs 10 Init ds18b20 Write ds18b20 0 xcc Write ds18b20 0 xbe tempL Read ds18b20 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 tempH Read ds18b20 tempH tempH 8 dt tempH tempL return dt 2 延时程序 include delay h void DelayUs2x unsigned char t while t void DelayMs unsigned char t while t DelayUs2x 245 DelayUs2x 245 3 主程序 include include delay h include ds18b20 h define uint unsigned int define uchar unsigned char define duanMa P0 define weiMa P2 uchar code disCode 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x90 0 xff 0 xBF 0 xc6 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 uchar code disBit 0 x01 0 x02 0 x04 0 x08 0 x10 0 x20 uchar disBuf 6 6 6 9 9 9 uint tempNum 0 tempH tempL bit tempFlag 0 void Init void Display void main Init while 1 tempNum ReadTemperature if tempNum if tempFlag 1 tempFlag 0 disBuf 0 11 else disBuf 0 10 disBuf 1 tempH 100 disBuf 2 tempH 100 10 disBuf 3 tempH 10 disBuf 4 10 disBuf 5 12 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 Display void Init duanMa 0 xFF weiMa 0 x00 void Display uchar i 0 for i 0 i 6 i duanMa disCode disBuf i weiMa disBit i DelayMs 1 weiMa 0 x00 3 53 5 实物图实物图 程序 仿真调试无误后可以进行相关硬件的制作 具体包括板子的选择与元器件 的选择与焊接等 由于是手工焊接 过程中要细心 耐心 也可在网上购买相应散件 自己进行制作焊接 以下是散件图与最终的成品图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 13 PCB 板及散件图 将相关元器件连接之后 要进行调试 保证连接无误 本设计实物图如下 连接 上三节 5 号干电池 即使用 4 5v 直流电源供电 即可正常工作 检测室温 设置报警 温度等等 如下图所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 14 连接实物图 3 63 6 使用说明使用说明 本电路采用用 DS18B20 做温度传感器 3 位共阳数码管做显示 AT89C2051 单片 机做处理控制 电路简单 从 X1 接入 5V 0 5V 直流电源 注意正负极 按一下 S1 电 路显示当前的温度值 再按一下 S1 进入温度设定状态 这时可以按 S2 或 S3 调整设定 温度值 再次按下 S1 时返回当前温度显示同时会对设定温度值进行保存 这个设定值 会保存在 DS18B20 中 掉电后也不会丢失 下次上电时 单片机会自动读入上次的温 度设定值 长按 S1 为关闭显示和温控 再次按下时功能再次打开 电路中还设计了一 路控制输出 当当前温度超出设定温度时 LED1 被点亮 同时从 X2 输出 5V 电压 可 驱动 5V 继电器等 第四部分第四部分 卫星电视接收中国教育频道卫星电视接收中国教育频道 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 14 1 卫星电视接收系统的组成卫星电视接收系统的组成 卫星电视接收系统是由 抛物面天线 馈源 高频头 卫星接收机组成一套完整 的卫星地面接收站 抛物面天线是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点 焦点 馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个聚卫星的喇叭 称为馈源 意思是馈送能量的 源 要求将汇聚到焦点的能量全部收集起来 前馈式卫星接收天线基本上用大张角波 纹馈源 高频头 LNB 亦称降频器 是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号的放大 然后传送至卫星接收机 高频头的噪声度数越低越好 卫星接收机是将高频头输送来 的卫星信号进行解调 解调出卫星电视图像信号和伴音信号 4 24 2 卫星广播电视信号的极化方式卫星广播电视信号的极化方式 卫星电视信号的极化方式有四种 右旋圆极化 左旋圆极化 垂直极化和水平极 化 因前两种极化不常用 现只介绍垂直极化 V 和水平极化 H 的接收方式 垂直极化 和水平极化的接收 是改变馈源的矩形波导口方向来确定接受的是垂直极化还是水平 极化 极化方向 极化角 又因地而异有所偏差 因为地球是个球体 而卫星信号的 下行波束却是水平直线传播 这就造成不同方位角所收的同一极化信号有所不同 所 以地理位置不同 所接收的信号极化方向也有所偏差 馈源的长形波导口 极化方向 将不完全垂直或水平于地面 调整极化方向时应注意这一点 4 34 3 卫星电视天线的安装卫星电视天线的安装 安装抛物面天线时 一般按厂家提供的结构图安装 各厂家的天线结构都是大同 小异基本相同 天线的结构反射板有整体成形和分瓣两种 2M 以上的反射板基本为分 瓣 脚架主要有立柱脚架和三脚架两种 立柱脚架较为常见 个别一点八米以下脚 架为卧式脚架 抛物面天线的结构见图 以下是基本安装步骤 1 卧式脚架安装在已经准备好的基座上 校正水平 然后坚固脚架钢丝及焊接 固定 卧式脚架需先挑好方位角后方可固定脚架 2 装上方位托盘和仰角调节螺杆 3 以顺时针将反射般的加强支架和反射板装托盘上 在反射板与反射板项链是 稍微固定即可暂不紧固 等全部安装上后 调整面板凭证在全部螺丝固定 这里提示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 注意的是三瓣反馈板有些厂家是无顺序的可随意拼接 但有些三瓣是由安装馈源支点 的安装点 这三瓣须三分安装在里面 否则馈源支架按上后不对称馈源与天线的反射 焦点不能重合影响信号增益甚至收不到信号 整体成型的反射板安装上托盘架后直接 将反射板装在方位托架上即可 4 按上馈源支架 馈源固定盘 5 馈源 高频头的安装与调整 把馈源和高频头和连接器矩形波道口必须对准 对齐 波导口内则要平整 两笔道口之间加密封圈 拧紧螺丝防止渗水 将连接好的 馈源高頻头装在馈源固定盘上 对准抛物面天线的中心位置集中焦点 顺便介绍介绍一种计算天线焦急的简单算法 根据抛物面天线焦距比公式 FD 0 34 0 4 现以 3M 天线为例计算器焦距 F 3 0 35 0 15 1 2m 式中 0 15 为修订值 3M 天线的焦距为 1 2 米 4 44 4 卫星电视系统调试卫星电视系统调试 根据卫星接收站的地点 可以查得相关接收的卫星参数 由于中国教育频道电视 节目调整到亚太 6 号卫星 东经 134 度 Ku 频段转发器传输 所以我们查得亚太六号 卫星的相关信息 其起飞重量约为 4 6 吨 星上拥有 38 个 C 频段和 12 个 Ku 频段转发 器 投入使用后 将接替 亚太一号 A 星 成为中国 东南亚 澳大利亚以及美国夏 威夷等国家和地区重要的卫星通信广播平台 需要的重要参数为接收节目的上下行频率及符号率等 中国教育电视台的下行频 率为 12395 符号率为 27500 极化方式为垂直极化 4 4 14 4 1 修改接收机参数修改接收机参数 1 组装接收机以及相关配置 打开节目接收显示器 卫星接收机电源 2 调整电视机的信号源为 AV 或 AV1 3 使用卫星接收机遥控器 按 菜单 键进入系统主菜单 选择 设置天线 按 确认 键 进入设置天线界面 选择 自动搜索 项 在搜索到的结果中选择本 振频率为 11300 的卫星 如 Sinosat Ku 4 按 退出 键回到主菜单 选择 设置转发器 菜单项 进入到子菜单界面 按左右键选择第 3 步中确定的卫星名称 5 按上下键选择 修改转发器 菜单项 进入该子界面 分别选定 频率 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 符号率 搜索 项 相应修改为 12395 27500 是 直到界面下方的信 号强度最大并稳定为止 6 如果卫星天线位置已经调整正确 则画面上会出现彩条信号 不断按 向下 键 就会出现三套电视节目画面 4 4 24 4 2 调整卫星天线调整卫星天线 如果信号质量不够高 我们要进行卫星天线的相应调整 以下几个公式需要在调 整过程中运用 卫星天线方位角公式 A arctg tg s g sin 卫星天线仰角公式 公式中的 g 是接收站经度 s 为卫星的经度 为接收站