基于FX224的手持对讲机设计毕业论文.docx

基于FX224的手持对讲机设计毕业论文目录目录I长江大学毕业设计(论文)任务书II毕业设计(论文)开题报告IV1、题目来源V2、研究目的和意义V3、阅读的主要参考文献用资料名称VI4、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向VI5、主要研究内容需重要研究的关键问题及解决思路VII6、完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件及解决的办法VII7、工作的主要阶段、进度与时间安排VIII8、指导老师审查意见VIII长江大学毕业设计（论文）指导教师审查意见VIII长江大学毕业设计（论文）评阅教师评语IX毕业设计（论文）答辩记录及成绩评定XTHE DESIGN OF HAND-HOLD INTERPHONE BASED ON FX224XIII前言1第1章 绪 论21.1 课题的背景与意义21.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果31.3对设计任务的分析与方案选择31.4 预 期 结 果41.5 论文的结构安排4第2章主控芯片及编程环境的介绍62.1 FX224简介62.2 Keilc开发软件82.4对讲机的基本原理9本章小结11第3章 硬件系统的设计与实现123.1 对讲机模块（电台模块）123.2 低通滤波与单稳态电路模块133.3 同步信号生成模块153.4 主控制模块(单片机最小系统)163.5 本章小结17第4章 软件系统的设计与实现184.1 分部分软件设计184.1.1 主程序流程184.1.2中断程序设计194.1.3 密匙生成程序设计204.2软件的模拟仿真204.3 本章小结22第5章 系统的调试及实验中出现的问题235.1 调试步骤235.2 所遇问题及解决发案235.3本章小结23总结24参考文献25致 谢26附 录27主程序及中断控制密匙生成程序27第 1 页（共31页）第1章 绪 论1.1 课题的背景与意义对讲机的英文名称是 two way radio，它是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话，没有话费产生，适用于相对固定且频繁通话的场合。对讲机技术最早产生在二十年代，诞生Westinghouse的实验室里。一位名叫John Kermode性格古怪的发明家“异想天开”地想对邮政单据实现自动分检，那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。他的想法是在信封上做对讲机标记，对讲机中的信息是收信人的地址，就象今天的邮政编码。为此Kermode发明了最早的对讲机标识，设计方案非常的简单，即一个“条”表示数字“1”，二个“条”表示数字“2”，以次类推。然后，他又发明了由基本的元件组成的对讲机识读设备：一个(能够发射光并接收反射光)测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；和使用测定结果的方法，即译码器。 直到1949年的专利文献中才第一次有了Norm Woodland和Bernard Silver发明的全方位对讲机符号的记载，在这之前的专利文献中始终没有对讲机技术的记录，也没有投入实际应用的先例。Norm Woodland和Bemard Silver的想法是利用Kermode和YOung的垂直的“条”和“空”，并使之弯曲成环状，非常象射箭的靶子。这样通过扫描图形的中心，能够对对讲机符号解码，不管对讲机符号方向的朝向。 此后不久，随着LED(发光二极管)、微处理器和激光二极管的不断发展，迎来了新的标识符号(象征学)和其应用的大爆炸，人们称之为“对讲机工业”。今天很少能找到没有直接接触过即快又准的对讲机技术的公司或个人。由于在这一领域的技术进步与发展非常迅速，并且每天都有越来越多的应用领域被开发，用不了多久对讲机就会象灯泡和半导体收音机一样普及，将会使我们每一个人的生活都变得更加轻松和方便。如今对讲机主要应用在公安、民航、运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。另外还有一些特定场合使用的对讲机，如防爆对讲机、防水对讲机、警用对讲机等。车载台也可以纳入对讲机的使用范畴现代通信中，通信的保密性已经成为项基本的要求，如今国内对讲机大多有CTCSS、DTCSS等私密功能，一般来讲，当对讲机设置这些私密功能后，不了解所用私线码是无法听到通话内容的，但这并非是真正意义上的语音保密。因为它的保密功能非常有限，只对无意窃听者有用，而对有意窃听者是无用的。对于需要有保密要求的用户是不能依靠“私密”线来做保密的。所以研究更为安全便捷的保密方式是有必要的。1.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果通信系统的加密技术主要分为数字加密和模拟加密两种。其中模拟加密技术因其加密的原理相对简单、加密的实现相对容易，在通信系统的话音加密方面一直得到广泛应用。对话音的模拟加密可采用固定分割频带的倒频加密方式，目前国内对讲机大多采用这种方式。这种加密方式虽然简单实用，但因其频带分割点单一，因而易于被破解，无法满足对加密功能要求较高的应用场合。可变分割频带加密技术的应用，使得频带的分割点可以不断变化，加密的密钥可以程序控制，因而更加难以破解，从而可大大增强通信的安全性。国外电台则大多使用这一方式进行信号的加密。1.3对设计任务的分析与方案选择FX224 有两种典型工作模式：单片模式和微处理。单片模式是指采用单片FX224 完成话音保密工作，图1为单片模式的典型应用，FX224 的外围电路十分简单。图1 FX224的单片模式电路图在单片模式中，FX224 与电台的连接非常方便简单，只有4 根话音信号线，2 根控制线，以及电源，因此特别适合安装在手持机及各类型电台中，电台的改装也很方便，只需把接收发射话音信号、PTT、电源端引出即可，十分适合现有电台的改造及其它话音保密场合的需要。在单片模式中，密钥的总数为32 种，可通过对A0A4 端（7-3脚）接高电平或低电平得到所需的密钥。微处理机模式是指FX224 与单片机配合使用，由单片机控制密钥在通话过程中不断变化，且变化的速率也可变，称为滚动式加（rolling code），此时密钥可达无穷。其应用框图如下单片机FX224对讲机同步电路控制信号语音信号图 2 微处理型式应用框图如今国内大多民用对讲机采用单片模式，其设计简单且密匙容易破解， 图中有一个同步电路，该电路完成收发双方密钥变换时的同步，以避免出现收发双方的密钥在同一时刻不一致，该同步电路由单片机控制，同时单片机还完成对FX224 各功能及密钥变换的控制。在微处理机模式中，密钥的变换可达每分钟连续变化1 000 次以上，这种加密方法称为滚动式加密，根据不同的算法，密钥的变化可达无穷，这种滚动式加密的保密性能极好，国外的不少电台就采用了这种加密方法。单片模式应用简单，外围电路连接方便，但在通信过程中其密匙固定易于破解，且国内已有相应的产品；而微处理模式加密密匙多变，根据算法的不同密匙的变化可达无穷多个，这样加大了密匙破解的难度，提高了对讲机的保密性能。因此在方案的选择上采用微处理机模式。所以本次设计主要基于对FX224加密方式的了解，通过单片机控制并实现密码的滚动产生，其中最主要的是两对讲机间的密码同步问题。1.4 预 期 结 果采用C51单片机作为主控CPU，FX224作为加密模块，通过与单片机的控制，实现滚动加密的完成。要求完成硬件模块的设计。软件模块则主要是滚动加密模块。密码个数P75，密匙周期为27，传输距离30m。1.5 论文的结构安排本文基于本次毕业设计的过程与要求，将论文分为五章。具体内容如下：第1章 绪论 本章简单介绍了课题的研究背景、目的和意义，国内外发展现状和相关领域中已有的研究结果，该设计的预期结果和意义。第2章 主控芯片及编程环境的介绍 本章介绍了本次毕业设计的主控芯片、对讲机基本原理及相应的编程环境，让我们熟悉了整个系统的调试方法。第3章 硬件系统的设计与实现 本章介绍本课题硬件系统各部分电路的设计、实现，讲述了各模块的功能。第4章软件 系统的设计与实现 本章根据系统的总方案，设计出程序的总流程图，并利用C语言编写相应的程序。第5章系统的调试及实验结果 本章根据已有的软硬件，进行调试，得到的相应成果。最后总结本论文，得出相关结论。第 17页（共 31页）主控芯片及编程环境的介绍第2章主控芯片及编程环境的介绍2.1 FX224简介FX224是CML公司推出的种具有32种可编程频带分割点的半双工话音加密芯片。采用低功耗CMOS工艺，有多个可连续变动的可变分离频带（VSB），具有密钥多、保密度高、音质好，插入损耗为0 dB，话音恢复质量相当优良，失真极小，FX224还具有省电/ 工作模式，保密/ 普通模式、这几种模式均为可选模式并可切换，使得FX224 的应用更为灵活方便。其内嵌的CTCSS(连续单音控制静噪系统)高通滤波器可自动切换到接收或励羞通道，以兼容亚音频信令 。FX224 既可单独使用，也可与微处理器接口构成更高级的滚动式话音保密系统，性能远优于国内常见的AK2356 等AK 系列话音保密器件；在国外，FX224 是作为高级通信保密器件用于跳频电台的保密通信，因而在国内较少见到。 图3 FX224引脚示意图FX224芯片采用1 MHz时钟振荡器，其引脚如图所示。其中，X1：时钟版荡器输入； X2：时钟振荡器输出；A0-A4：ROM地址码编程输入端；R/fx：接收/发送通道选择控制：CLR：直通/加密模式选择控制，逻辑“1”置器件为直通(非加密)模式，逻辑“O”置器件为加密模式；ENMU：接收或发送信号通道的使能带音控制，逻辑“l”使能信号通道，逻辑“0”关闭信号通道；Load：数据加载锁存控制端；through：省电模式控制端，逻辑“l”置为省电模式，逻辑“0”置为正常工作模式：Vss：电源地；Rx OUT：经过处理的接收话音信号输出；Tx OUT：经过处理的发送话音信号输出； VBIAS：Vdd2偏压，该脚需对Vss接一外部去耦合电容；Rx IN：接收的话音信号输入端：HLPF OUT：高子带输入低通滤波器的输出，该端须通过电容c6连接到高子带平衡调制器的输入端；HBM IN：高子带平衡调制器的输入端；LBM IN：低子带平衡调制器的输入；TX烈：发送的话音信号输入端；LLPF OUT：低子带输入低通滤波器的输出，该端须通过电容C5连接到低子带平衡调制器的输入端呸Vdd：+5 V电源。FX224的工作原理：加密基本原理是在发送端把原始信号按一定的规则加以改变，在接收端再按相反的规则把信号恢复到最初的状态。分割频带加密是将话黼频谱分割为若干子带，然后按密钥将它们的次序打乱、倒频或不倒频后重新排列在原频谱位置。FX224采用的是可变分割频带加密技术。加密时，FX224首先按照其ROM收到的地址码，选择设定相应的频带分割点以及对应的高、低子带载频，然后通过使用截止频率(一3 dB)为2 700Hz的低通滤波器及截止频率(一3西)为2 900 Hz的低通滤波器将输入的话音信号分割为高、低两个子带信号，再用所对应的高、低子带载频调制每个子带，进行频率倒相，最后再合成输出，从而完成话音信号的加密。类似地可完成加密信号的解密。a) 加密假设在某种密钥情况下的载频为Fc1=Vc1cos1t和Fc2=Vc2cos2t输入的单音频为V1=Vcost，经过输入滤波后与Fc2作用则有:。Vo1经过低通以后输出Vo1=K1Vc1Vcos1-t2。因为没有信号与Fc2的作用，所以Vo2=0，且 经加法器和CTCSS滤波后Vo=Vo1+Vo2=K1Vc1Vcos1-t2实现了频谱搬移，同时1是可变的，达到了加密的目的。若输入的是13的一段频率的连续信号，此时的拆分点为2,且123，同样可以实现加密，如图4所示： 0 1- 0 1=1 1=2 2=2 2=3 图4 加密频谱图加密信号通路如图5 所示。语语音入低通3低通4低通1低通2Ctcss加密出图 5加密信号通路结构图b) 解密在理想条件下，解密的输入等于加密的输出。对于单音信号而言 V1=V0=K1Vc1Vcos1+t2，经CTCSS 和低通滤波器后与FCl作用，则有Vo1=K2Vc1cos1tK1Vc1 Vcos1+t2=K1K2Vc12密224999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999cost+cos21-t4由于V02=0,所以最后解密输出为K1K2Vc12cost密2249999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999994。选择合适的K1K2就可以实现完全解密，恢复原信号。同理可得连续频率信号的解密。解密信号通路如图6。低通4低通3低通2低通1解密出Ctcss图6 解密信号通路结构2.2 Keilc开发软件支持8051微控制器体系结构的Keil开发工具，适合每个阶段的开发人员，不管是专业的应用工程师，还是刚学习嵌入式软件开发的学生。 以下图表显示Keil的开发工具以及它们相互之间的接口。图7 kile工具及相互接口产业标准的Keil C编译器、宏汇编器、调试器、实时内核、单板计算机和仿真器，支持所有的251系列微控制器，帮助你如期完成项目进度。Keil 8051开发工具旨在解决嵌入式软件开发商面临的复杂问题。1. 当你开始一个新项目，只需简单的从设备数据库选择使用的设备，uVision IDE将设置好所有的编译器、汇编器、链接器和存储器选项。2. 包含大量的例程，帮助你着手使用最流行的嵌入式8051设备。3. Keil Vision调试器准确地模拟8051设备的片上外围设备（IC、CAN、UART、SPI、中断、I/O端口、A/D转换器、D/A转换器和PWM模块）。模拟帮助你了解硬件配置，避免在安装问题上浪费时间。 此外，使用模拟器你可以在没有目标设备的情况下编写和测试应用程序。 4. 当你准备在目标硬件上测试软件应用时，可以使用MON51、MON390、NONADI、或者FlashMON51目标监视器、ISD51 In-System调试器、ULINK USB-JTAG适配器在目标系统上下载并测试程序代码。 2.4对讲机的基本原理 1、发射部分： 锁相环和压控振荡器（VCO）产生发射的射频(300KHz30GHz)载波信号，经过缓冲放大，激励放大、功放，产生额定的射频功率，经过天线低通滤波器，抑制谐波成分，然后通过天线发射出去。2、接收部分：接收部分为二次变频超外差方式，从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进行射频放大，在经过带通滤波器，进入一混频，将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号在第一混频器处混频并生成第一中频信号。第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号。滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片，与第二本振信号再次混频生成第二中频信号，第二中频信号通过一个陶瓷滤波器滤除无用杂散信号后，被放大和鉴频，产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路，进入音量控制电路和功率放大器放大，驱动扬声器，得到人们所需的信息。3、调制信号及调制电路：人的话音通过麦克风转换成音频的电信号，音频信号通过放大电路、预加重电路及带通滤波器进入压控振荡器直接进行调制。4、信令处理：CPU产生CTCSS(连续语音控制静噪系统，俗称亚音频，是一种将低于音频频率的频率（67Hz-250.3Hz）附加在音频信号中一起传输的技术。）/DTCSS(连续数字控制静噪系统，其作用与CTCSS相同，区别在于它是以数字编码方式来作为静音是否开启的条件。)信号经过放大调整，进入压控振荡器进行调制。接收鉴频后得到的低频信号，一部分经过放大和亚音频的带通滤波器进行滤波整形，进入CPU，与预设值进行比较，将其结果控制音频功放和扬声器的输出。即如果与预置值相同，则打开扬声器，若不同，则关闭扬声器。对讲机有频率限制为保证绝大多数用户通话不受干扰以及合理地利用频率资源，国家无线台管理委员会对频率的使用进行了划分，规定不同的行业使用相应的频率范围。用户在购买对讲机的时候，要向当地的无线电管理委员会申请频点。 公众对讲机是指：发射功率不大于0.5W，工作于指定频率的无线对讲机，其无线电发射频率、功率等射频技术指标须符合下列要求：1、工作频率（.9000 ; 409.单位：MHz）: 409.7500、 409.7625、409.7750、 409.7875、 409.8000、 409.8125、 409.8250、 409.8375、 409.8500、 409.8625、 409.8750、 409.8875、 4099125、 409.9250、 409.9375、 409.9500、 409.9625、 409.9750、409.9875；2、调制方式：F3E；3、有效发射功率（EIRP）： 0.5W；4、发射频率容限：+5ppm；5、发射机杂散辐射：50uW；6、接收机杂散辐射：20nW；7、信道间隔：12.50kHz本章小结本章主要简要介绍了fx224芯片的各引脚及其功能，对讲机的基本原理，并对编程环境进行了概述。为接下来的硬件设计及软件开发做了铺垫。硬件系统的设计与实现第3章 硬件系统的设计与实现硬件涉及到803l单片机、FX224加密芯片、信号发生器、单稳态触发器和低通滤波器。硬件连接关系如图所示。P0.5P0.04P0.6T1信号发生器FX224低通滤波单稳态电路对讲机发送语音输入发送语音输出电台收发转换接收话音输出接收话音输入图 8 硬件连接关系图3.1 对讲机模块（电台模块）如图9，Q1高频管的集电集到发射极接有C4正反馈电容，这个正反馈信号会使用电路产生高频振荡，同时，由于天线会接收到空中的电磁波，并通过L加到T1，使得Q1能根据空间电磁波的变化而震荡也发生变化，起到灵敏度极高的超再生检波作用。超再生检波出来的音频信号通过R4C9传输到Q2进行前置放大，经过前置放大后的信号就可以再经Q3推动、Q4、Q5功率放大去推动SP扬声器发出声音了，这就是对讲机的接收过程。通过调节T1的磁芯、C1、C3、C4还可以改变接收信号的频率，当接收频率刚好等于当地广播电台的频率时，还可以当收音机用。 当需要讲话时，请接下“收”开关，这时，SP喇叭原本是接在输出发声的，现在变成了当作话筒来拾取音频信号了，SP的音圈随着声音的振动感应出微弱的电信号经过Q2放大，再经过经Q3推动、Q4、Q5功率放大后加到了Q1的集电集，Q1的集电极电压会随着声音的变化而变化，经过，导致了Q1的高频振荡信号幅射到空音的强弱也在随声音变化而变化，这时本机就相当于是一个小小的无线发射台了。图 9 对讲机硬件设计图3.2 低通滤波与单稳态电路模块该模块由运算放大器组成的低通滤波器和555定时器组成的单稳态触发器组成。低通滤波器采用二阶低通录波器其下降速率为40dB/十倍频，滤波特性较好，由于选用同步信号为280Hz，而语音信号多为3003400Hz，故采用特征频率约为290Hz左右的低通滤波电路，故选用电容值为27nF，电阻值为20，即特征频率为294.7Hz的滤波电路。单稳电路的脉冲宽度则略小于该滤波电路，故在电阻选择上采用较小值。最终电路选择上采用555定时器组成的单稳态电路作为后一级的整形电路其参数选择为：C4=27nF，R=10.该部分电路图如下图 10 低通滤波与单稳态电路模块系统开机时，单片机经P05口发送控制电平”1”至信号发生器，启动信号发生器，产生280Hz的正弦信号，经过发送话音输出口送往电台，该信号能够通过电台的音频通路。对方电台接收到同步信号时，经过低通滤波器(通带上、下限频率为295Hz和255Hz)，验证接收到的信号是否为同步信号。由于语音信号主要集中在3003400Hz，FX224接收话音通路通带上、下限频率分别为2700Hz和400Hz，发送话音通路通带上、下限频率分别为3400Hz和300Hz，因此同步信号和语音信号可以被分离。没有发射同步信号时，由于存在单频干扰(含人为跟踪干扰，或系统内其他电台的干扰)，这种单频落在同步信号频隙内，就有可能被认为是接收到同步信号，形成虚警；同时，在有同步信号时，由于干扰抵消了有用信号，也可能引起同步信号的漏检或失误。信号发生器输出信号频率的选择还避免了工业电(50Hz)的周期性同步脉冲影响。因为虚警和失误的存在，我们规定N个同步信号中，只要有K个被检测到，则认为是接收到同步信号，系统可以实现同步。所以，在同步检测电路中，低通滤波器的输出触发单稳态电路M，生成脉冲信号，单片机计数器做加法计数。完成K次计数后，计数器溢出，触发中断T101，在中断服务程序中，先设定一定时间的延时，再清P05口，信号发生器停止工作，然后启动密钥生成子程序，生成的密钥经P00PO4口送往FX224，实现语音的加密。加入280Hz信号后，其仿真结果图11 低通滤波电路与单稳态电路仿真结果 3.3 同步信号生成模块 同步信号生成模块采用电容三点式正弦波震荡电路，其DC电源由P05口提供，由于其反馈电压中高次谐波分量少，对语音信号影响较少故选用该电路作为同步信号生成模块。参数选择上以280Hz为标准：L=10mH，C6=50uF，C7=100uF。则此时发送的同步信号频率f0=277.8Hz，满足设计要求。同步的产生控制主要由P05口完成，当对讲机开机后P0.5处于高电平状态，电容三点式震荡电路的三极管处于放大状态，可以持续的生成277.8Hz频率的信号，当对讲机接收到正确的同步信号后P0.5口断开停止同步信号的输出。 其电路图如下图12 同步信号发生模块该单元最终与FX224信号输出线与之后连至对讲机的发送单元。3.4 主控制模块(单片机最小系统)本系统设计采用89c51单片机作为主控芯片，该芯片是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。单片机最小系统，或称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对于51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。设计中主要应用的端口列表：表 1 设计中单片机各主要引脚介绍端口作用连接点P00P04作为FX224的密匙选择输入FX224的A0A4口P05作为同步信号发生器的使能输出作为同步信号发射电路pnp管的电压源P06作为FX224直通/加密选择端口连接FX224的第9引脚（CLR）控制加密或直通P35T1中断输入口，作为计数脉冲输入端连接到单稳态触发器的输出端口相对应的FX224接口列表：表 2 FX224相应接口连接端口作用连接点XTAL/CLOCK时钟/震荡器输入由单片机ALE经由74HC04反向后输入A0A4ROM地址码编程输入端连接单片机的P0.0P0.4端Rx/Tx 接收/发送（低有效）通道选择。由对讲机收开关控制接通与断开电源。CLRFX224直通/加密选择端口与单片机的P06连接，由软件控制开断。3.5 本章小结本章主要是讲述了对于各个模块的电路设计，其中主要是同步信号产生模块、无线收发模块、同步信号滤波模块、单稳态电路模块。详细的介绍了各主要部分所用的工作原理和性能特点及参数选择。最后本章还说明了单片机主要的引脚分配。通过这一章的介绍，可以了解本系统详细的硬件设计方案。软件系统的设计与实现第4章 软件系统的设计与实现4.1 分部分软件设计4.1.1 主程序流程主程序模块完成对单片机的复位以及FX224机密控制，其主要作用是再中断到来前完成各部分准备及发送同步信号。其流程图如图13所示。图 13 主程序框图 No Yes Yes No开始FX224置加密开同步信号发生器（P0.5=1）T1中断中断子程序T0计时中断4.1.2中断程序设计中断程序是为了实现密匙同步而设立，其主要方法是通过外部中段1接受同步信号，为了排除其他信号的干扰，所以要求T1计数K次（本次设计选用50次）后才开中断。其具体程序框图入下图14所示：开始关中断总开关EAP0.5=0计数达到10启动密匙生成子程序图 14 中断子程序NoYes4.1.3 密匙生成程序设计密匙生成程序是整个设计的主体部分，通过加密算法产生的密匙控制着FX224的密匙选择端口，是对对讲机语音加密的主要方式选择。本设计采用的方式主要是移位滚动加密。加密程序框图如图15： no yes no yes初始化（A0A4=1）X=A1+IX为奇数A0=1A0=0A（k）=A（k-1）A1=A0I=I+KI=2k-1end图 15 密匙生成4.2软件的模拟仿真由于缺少FX224芯片作仿真，所以软件仿真中只做了单片机输出端口仿真其仿真电路如图：图 16 软件仿真电路输入程序后仿真结果：图17 k=4时仿真结果改变K值后仿真结果图 18 K=7的仿真结果4.3 本章小结本章主要是讲解了系统子程序及总程序的设计思想，并分别介绍了各子模块的程序流程，系统软件采用模块化编程思路，这样，在软件调试时，可以随时调用子模块程序，更有利于子模块调试。第 23页（共 31页）系统的调试与实验中出现的问题第5章 系统的调试及实验中出现的问题5.1 调试步骤步骤一 完成硬件电路的设计。步骤二 分别对各模块进行分快仿真以验证其是否满足设计要求。步骤三 单独对单片机模块进行仿真设计，具体则是通过keil与protues的联机仿真完成对所编程序的仿真测试，通过示波器显示各连接端口的输出数值变化，以判断软件是否符合设计要求。5.2 所遇问题及解决发案同步要求中所遇问题还考虑到以下两种情况：通信的两电台都由关机状态开机，这种情况下，二者都发送同步信号，由各自计数中断系统启动密钥子程序，实现同步；通信电台中一电台停机后又开机，这种情况下，系统必须重新同步。可以设置标志位，这时不启动中断服务程序，而是让单片机初始化，如同况，重新建立同步。该系统的设计能同时解决这两种可能的情况。并且通过对计数时间的限制（定时器中断0）防止重复计数的产生。软件上为了控制计数时间采用T0定时中断定时工作模式，在0.04S内若T1计数未达到10次则系统清零。在密匙生成程序中关总中断则防止密匙生成过程应为T0而中断。密匙生成采用左移方式，密匙的最终变化来源于A0位的数值变化。5.3本章小结本章主要介绍了本系统的软硬件调试过程以及其中存在的问题。软硬件调试方法，及问题的分析与解决。第 23页（共 31页）总结总结在老师的指导下，经过努力，本论文已经完成了预期的目标并且保存了完整的记录文档。相关工作总结如下：在此次设计过程中也遇到一些问题，比如，在单片机与FX224接口电路，各硬件模块参数的选择，查找的资料也很难理解。还有就是对讲机的同步也有一定难度。不过，通过这次的学习和实践，我学会了如何看待问题，解决问题。例如，调试密匙生成程序时，原先采用的是由A0逐渐向上赋值，结果造成个点输出相同而非产生不同编码，通过对程序步骤的仔细分析找出了问题所在并采用反向赋值。还有在硬件设计是由于前期将单稳态电路的特征频率调的过低使得无输出波形，后来经过反复计算才找到合适的参数。进入21世纪后，通讯保密性要求越来越高，虽然本次设计还有很多不足之处但通过一定的改进可以适应民用保密对讲机的要求。同时由于密匙生成程序的改动非常容易，便于用户依据需要进行改动。这样也方便满足不同用户的要求。第 25页（共 32页）致谢参考文献1 DIXON R CSpread spectrum systemMNew York：SecondEdition，19842 FX224FX214 VSB audio scrambler product informationZ3 查光明，熊贤彭扩频通信M西安：西安电子科技大学出版社，19994 傅扬烈. 单片机原理与应用教程M.北京：电子工业出版社,2002.5 张毅刚，彭喜源，谭晓昀MCS51单片机应用设计M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19976 田伟， 周新力， 张剑， TIAN Wei， ZHOU Xin-li， ZHANG Jian。基于单片机的滚动加密电台设计J.山东：海军航空工程学院,电子工程系，20057 谭浩强.C程序设计M.北京：清华大学出版社，1999 .8 Victor Zue, Ron Cole, & Wayne Ward . Speech RecognitionMUSA：MIT Laboratory for Computer Science, Cambridge, Massachusetts，20049 Simon Haykin,Machael Moher，郑宝玉.现代无线通信M.北京：电子工业出版社, 2006.10 张肃文、陆兆熊，高频电子线路M，北京：高等教育出版社，200611 雷晓平，单片机及其应用M，四川：电子科技大学出版社，200712 武庆生,仇梅.单片机原理与应用M.成都：电子科技大学出版社,1998.13 周航慈.单片机