單工無線呼叫系統(tǒng)

1、貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 本科畢業(yè)課程（設(shè)計） 設(shè)計題目：單工無線呼叫系統(tǒng) 學(xué) 院： 學(xué) 院 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 機電12151 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2015年6月 誠信責(zé)任書鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所完成。畢業(yè)論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。特此聲明。論文作者簽名： 日 期： 摘要本系統(tǒng)收發(fā)電路揉合了LC振蕩電路,麥克風(fēng)放大器以及RF功率放大器;低噪音放大器 ,IF放大器,頻率解調(diào)器以及數(shù)字比較器.它們的巧妙結(jié)合便可完成短距離的FM/FSK模式的通訊.該電路的發(fā)射頻率為38MHz左

2、右,從而能提供所需通信信道。此外本系統(tǒng)控制部分由MSP430單片機設(shè)計。以完成主從站的呼叫,8信道的任意選擇,另外加入了發(fā)射頻率顯示功能。MSP430是一種超低功耗型單片機,功能強大,所顯現(xiàn)的控制性能非常穩(wěn)定。關(guān)健字:無線收發(fā); FM/FSK; 8信道;MSP430單片機 The Single Wireless Call System Abstract: This transceiver integrates the LC oscillating circuit, microphone amplifier and RF power amplifier,the low noise amplifi

3、er,IF amplifier and digital comparator. Theirs united materialize the FMs communication for the short distance.This circuits emitting frequency is 39MHz.The controlling part is desiged by MSP430 single chip computer,which transaort and analyze voice singal. MSP430s function is stable .The power loss

4、 is extreme low.Key words:Transceiver ;FM/FSK; 8channel, MSP430 single chip computer.第1章 緒 論1.1 本課題的意義單工無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計中包含有通信的原理和技術(shù)，不僅是信息工程高級專業(yè)技術(shù)人員所必需掌握的，也是從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的普通技術(shù)人員、管理人員和營銷人員應(yīng)當了解的，并把它應(yīng)用于信息產(chǎn)業(yè)中。 單工無線呼叫系統(tǒng)的實現(xiàn)具有單向性，完成的是信息的單方面?zhèn)鬏?，這是研究半雙工和全雙工通信的基礎(chǔ)。一個單工無線呼叫系統(tǒng)，實現(xiàn)主站至從站間的單工語音及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，對以后增加圖片傳輸、多媒體音樂、無線上網(wǎng)和電子商務(wù)的套餐具有

5、重要的意義。以單工無線通信系統(tǒng)的設(shè)計為基礎(chǔ)，人們進行了不斷的探索和研究。在未來幾年內(nèi)通信系統(tǒng)將會有更令人驚奇的發(fā)展。光纖如今已經(jīng)成為了一種非常重要的傳輸媒介，并且仍然以迅猛的速度在發(fā)展。包括話音和視頻傳輸在內(nèi)，由模擬向數(shù)字方向的發(fā)展仍在繼續(xù)。現(xiàn)在人們很難準確地預(yù)測通信在未來的發(fā)展狀況，以單工無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計為開端，蜂窩電話和傳真已經(jīng)出現(xiàn)了很多年，并且曾一度被認為不久將會過時，但是在過去的幾年中蜂窩電話和傳真這兩種技術(shù)仍然在迅速發(fā)展。大概有關(guān)未來通信技術(shù)唯一可以確定的就是：它將給人們帶來無限的驚喜。1.2 通信發(fā)展的歷史和前景1837年莫爾斯(Samuel Morse)發(fā)明了電報碼，即莫爾斯電碼

6、，從而使電子通信進入了實際應(yīng)用階段。雖然此前已經(jīng)出現(xiàn)了電子信息傳送系統(tǒng)，但他第一次成功地開始了其商業(yè)化運作。莫爾斯的電報系統(tǒng)包括發(fā)射機、接收機和傳輸信道，具備了通信系統(tǒng)的所有基本要素。其中發(fā)射機由電話鍵盤和電池組成，可以將信息轉(zhuǎn)換為電信號(或者也可以記錄在紙帶上)，傳輸信道就是電線。從1866年開始，電報線路也可以在水下鋪設(shè)，到1898年，已經(jīng)有12條海底電纜橫跨大西洋。1876年貝爾(Alexander Graham Bell)發(fā)明了電話，開始了利用電子話音進行通信的時代。從此電話系統(tǒng)逐漸發(fā)展，現(xiàn)在不管你身在何處，都可以通過電話和世界各地的朋友進行交談。當然這個過程是逐步實現(xiàn)的，起初電話系統(tǒng)

7、不包括任何電子器件，隨著電子管和晶體管的出現(xiàn)，電話系統(tǒng)中使用了放大器，從而大大增加了信號的傳輸距離。在不易鋪設(shè)電纜的地方還可以采用無線通信鏈路，而且現(xiàn)在無論是傳輸系統(tǒng)還是交換系統(tǒng)都已進入了數(shù)字時代。無線通信是通信領(lǐng)域的一個非常重要的方式，麥克斯韋(James Clerk Maxwell)于1865年建立了其理論框架，而赫茲(Heinrich Rudolph Hertz)于1887年通過實踐證明了其可行性。19世紀末20世紀初時無線電話開始投入實際使用，當時主要用于航船和海岸、航船和航船之間的通信聯(lián)系。1901年馬可尼(Guglielmo Marconi)首次成功地進行了跨大西洋的無線通信。早期

8、的無線電發(fā)射機采用的是放電器的方式，這并不適用與話音通信。到了1906年，一些發(fā)射機使用了專門設(shè)計的高頻交流發(fā)電機，并且用于進行話音傳輸?shù)膶嶒?。具體方法是將一個1KW的放射機連接到傳聲器上，并且連接發(fā)射天線，當時的傳聲器還是水冷式。常規(guī)的無線電廣播直到1920年才開始出現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)射機和接收機逐漸使用了電子管。1904年弗來明(John Ambrose Fleming)爵士發(fā)明了二極管，而1906年弗里斯特(Lee De Forest)又發(fā)明了可以用做放大器的三極管。到了20世紀20年代末期，無線電廣播已經(jīng)變得在普通不過了，人們開始把注意力又轉(zhuǎn)移到了對電視的研發(fā)上面。美國和歐洲的

9、一些國家在第二次世界打戰(zhàn)之前就已經(jīng)開始了這方面的工作，二戰(zhàn)結(jié)束后電視機已經(jīng)在全世界范圍開始使用了。從此以后發(fā)射機的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，包括多路放電器、旋轉(zhuǎn)式放電器、交流供電以及復(fù)雜精致的調(diào)諧系統(tǒng)，直到后來被電子管取代。到了20世紀60年代后，隨著半導(dǎo)體、計算機和激光技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，傳輸字符和計算機數(shù)據(jù)的數(shù)字通信技術(shù)進入了高級發(fā)展階段。由于這種高級數(shù)字通信技術(shù)在許多方面都優(yōu)于模擬通信，甚至像語音、圖像一類的模擬信號也希望采用數(shù)字通信技術(shù)來傳輸。近年來，數(shù)字通信得到迅猛的發(fā)展，人們不會滿足簡單的語音和短信通信，實現(xiàn)了圖片彩信、手機上網(wǎng)、電子商務(wù)等3G技術(shù)，未來需要我們對通信系統(tǒng)不斷探索和研究的路還很

10、長。21世紀的電信技術(shù)正進入一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點，未來十年將是技術(shù)發(fā)展最為活躍的時期。未來無線通信技術(shù)發(fā)展的主要趨勢是寬帶化、分組化、綜合經(jīng)、個人化。信息化社會的到來以及IP技術(shù)的興起，正深刻的改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來信息技術(shù)發(fā)展的走向。1.3 通信系統(tǒng)組成在當代社會里，信息這個詞高度概括可我們這個社會的現(xiàn)代化特點，在社會的信息化程度快速提高的過程中，集成電路(IC)芯片不可替代的作用也越來越明顯。通信技術(shù)是信息技術(shù)的一個重要子類，雖然信息工程具有寬泛的覆蓋面，且現(xiàn)代信息處理與存儲技術(shù)越來越發(fā)精湛，但通信業(yè)的崛起卻具有更大的社會意義和效益。通信的含義無論從中文 “通訊”或英文Communica

11、tion來看，名詞本身就在很大程度上體現(xiàn)了通信的定義。通信系統(tǒng)具有很廣泛的內(nèi)涵，并有多個層次。一般地，利用傳輸信道或通信網(wǎng)，將具有收、發(fā)信息功能的終端設(shè)備由信道或鏈路有機連接起來，這些實施信息傳輸?shù)脑O(shè)備集合，稱為通信系統(tǒng)。圖1.1示出了一個通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成框圖，同時也包括點與點間、點與多點間，以及多點之間的信息傳輸系統(tǒng)所涉及功能單元的有機結(jié)合。圖1.1通信系統(tǒng)基本組成框圖噪聲源信宿發(fā)端設(shè)備收端設(shè)備信源信道通信系統(tǒng)按工作方式分，可分為單工(Simplex)、半雙工(Half-duplex)和全雙工(Duplex)。這三種方式的例子如單向廣播、步話機、固定電話和移動電話等。通信系統(tǒng)的構(gòu)成根據(jù)通信

12、業(yè)務(wù)特征、信道類型、傳輸方式等可有多種類型。模擬系統(tǒng)已成為傳統(tǒng)技術(shù)，數(shù)字通信系統(tǒng)在終端要涉及很多信號處理與交換設(shè)備，計算機數(shù)據(jù)通信又提供了一套特殊的標準接口，傳輸、控制等一系列協(xié)議，多媒體通信系統(tǒng)涉及多種媒體集成、同步與交互功能等，更為復(fù)雜。1.3.1模擬通信系統(tǒng)模型傳輸模擬信號，消息源為模擬的，經(jīng)過輸入轉(zhuǎn)換器得到模擬信號。發(fā)送設(shè)備包括很多部件，如調(diào)制、放大、濾波和天線等。在方框圖中只畫出了調(diào)制器，其原因一方面是為了突出調(diào)制器的重要性，另一方面其它部分可以認為是理想線形的，對信號傳輸可以看作不產(chǎn)生失真，不引入噪聲。同樣接收設(shè)備只畫出一個解調(diào)器，圖1.2就是一個最簡化的模擬通信系統(tǒng)。信源信宿解調(diào)

13、信道調(diào)制噪 聲圖1.2 模擬通信系統(tǒng)模型1.3.2數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)有多種，例如數(shù)字電話系統(tǒng)、高速計算器并行數(shù)據(jù)處理傳輸系統(tǒng)、數(shù)字電視信號傳輸系統(tǒng)等，可以把它們都歸納為圖1.3所示的數(shù)字通信系統(tǒng)模型。信源信源編碼同 步噪 聲壓縮編碼信宿信道編碼保密解碼信道信道編碼壓縮解碼調(diào)制保密編碼解調(diào)信源解碼 圖1.3 數(shù)字通信系統(tǒng)模型一個較為完善的數(shù)字通信系統(tǒng)，除了發(fā)送與接收端，還有傳輸信道及收發(fā)同步系統(tǒng)等，現(xiàn)分別介紹個部分的功能與作用。（1） 源信息格式(format)源信息格式是信息采集后的源信息最初表示方式，如模擬電信號的限帶波形，圖像信號的掃描像素集合或其紅綠藍三個基本分量的PCM編碼。

14、信源格式為信源編碼做好了基本格式的準備，其中還包括信源編碼前去噪、限帶等的預(yù)處理。（2） 信源編碼為了提高信息的有效性，在源信息中可能存在某種程度的冗余“信息”及根據(jù)需要的質(zhì)量標準，可以去除其中次要信息，因此提高有效性的措施為采用去相關(guān)及壓縮編碼，即用更少的編碼位數(shù)來表示符合一定接受質(zhì)量的更多源符號，其基本原理是香農(nóng)率失真理論，其基本技術(shù)如無失真預(yù)測編碼和有損正交變換編碼等。（3） 信道編碼經(jīng)過信源碼的碼字序列，均應(yīng)認為是重要信息，因此如果在傳輸與接收判決中發(fā)生錯誤或超出限定的符號誤差概率，則會不滿足接收者的質(zhì)量要求。如果信源碼字之間互為正交或不相關(guān)，則有一定的抗干擾能力，或者基帶碼流的碼符號

15、選用某些合適的碼型，也有一定的抗干擾性。最好的方法是根據(jù)信道環(huán)境的特性，將信源碼字中按一定規(guī)則適當加入冗余碼元，構(gòu)成差錯控制碼，可以根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和冗余位多少，提供1位或多位自糾錯或通過反饋重發(fā)糾錯能力。（4） 信道復(fù)用信道復(fù)用(Multiplexing)是通信系統(tǒng)中很重要的組成部分。其基本功能是使多種信息流共享同一信道，提高通信資源利用率。如目前無線正在使用整個頻段跨越1051012Hz的頻率資源，各個不同頻段和頻點用于各種類型的無線信號傳輸，必須采用頻分復(fù)用(FDM)?；谟芯€信道的基帶傳輸，多采用時分復(fù)用(TDM)。（5） 調(diào)制 調(diào)制是信號的一種變換過程，通常是將不便于信道傳輸?shù)幕鶐M

16、信號或編碼符號序列，或其波形序列作為調(diào)制信號，去控制一個適于信道傳輸特性的載波，使其某一兩個參量正比地受控于調(diào)制信號。載波為正弦信號時的調(diào)制方式稱為連續(xù)波調(diào)制。此時若調(diào)制信號為模擬信號，可提供模擬(線形)調(diào)幅和模擬調(diào)角(又分調(diào)頻與調(diào)相)；若調(diào)制信號為數(shù)字代碼，相應(yīng)的調(diào)制方式分為數(shù)字調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相，均稱為數(shù)字信號的載波傳輸，仍為模擬傳輸方式。調(diào)制是實現(xiàn)復(fù)用的重要環(huán)節(jié)，同時多元調(diào)制可提高信道頻帶利用率，不同的調(diào)制方式的抗干擾性能也不同。調(diào)制系統(tǒng)的信號性能尚與調(diào)制信號的設(shè)置有關(guān)，并且接收與判決的方式也影響接收的質(zhì)量。（6） 同步 在數(shù)字信號傳輸和采用相干接收或最佳接收方式的模擬調(diào)制系統(tǒng)中，尚有一個

17、非常重要的控制單元，即同步系統(tǒng)。它可以使通信系統(tǒng)的收、發(fā)兩端，以精度很高的時鐘提供定時，以便系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流能與發(fā)信端同步地恢復(fù)原信息。同步準確性對通信質(zhì)量有很大影響，從功能和實現(xiàn)環(huán)境的方法不同，同步可分為四種方式：a 載波同步在數(shù)字或模擬調(diào)制系統(tǒng)中，為了以相干或相關(guān)解調(diào)方式準確恢復(fù)原信息，接收端提供的本地載波應(yīng)與接收到的已調(diào)信號載波嚴格同頻或同相。b 位同步應(yīng)用數(shù)字信號基帶與頻帶傳輸系統(tǒng)，以一定碼型的脈沖編碼波形序列，直接進入基帶信道傳輸，接收兩端的位定時系統(tǒng)，可以確保系統(tǒng)有一致的時鐘，以便有序、準確的對失真的接收波形進行定時抽樣，而正確判決原發(fā)送信息。c 幀同步數(shù)據(jù)信號傳輸，往往要按一定規(guī)則

18、劃分為一定規(guī)模的分組數(shù)據(jù)塊，可稱其為信息幀。不論幀的大小，均在發(fā)送前加有幀頭與幀尾的額外開銷，以便接收時正確認定逐個幀的完整性。d 網(wǎng)同步在目前通信網(wǎng)發(fā)達的時代，很多通信系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)功能構(gòu)成的。地區(qū)網(wǎng)或全國網(wǎng)必須設(shè)有網(wǎng)同步，據(jù)網(wǎng)絡(luò)的類型或要求不同，網(wǎng)絡(luò)同步的定時時鐘可取自國際1級時鐘或地方時鐘。實現(xiàn)同步的方法很多，同步系統(tǒng)可看做通信網(wǎng)正常運行的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。1.4 系統(tǒng)的實現(xiàn)思想隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，許多通信集成芯片應(yīng)運而生，如編碼/解碼芯片、大規(guī)模信號發(fā)射/接收芯片和集成控制芯片，這些芯片大大簡化了系統(tǒng)電路設(shè)計的復(fù)雜性，并且使得信號傳輸速率更快，效率更高。同時信號傳輸過程中加入差錯控制電

19、路，使得誤碼率大大降低。硬件組成的電路靈活性能較差，這就要求我們利用許多成熟的軟件系統(tǒng)來輔助硬件系統(tǒng)的設(shè)計，如許多可編程器件的數(shù)值可以通過DSP,FPGA以及單片機來預(yù)置，這就減少了硬件的投入，同時使設(shè)計出來的系統(tǒng)更加靈活化和人性化，這設(shè)計利用單片機作為輔助軟件。第2章 設(shè)計方案2.1 設(shè)計思路在整個設(shè)計的過程中，發(fā)射部分采用頻率合成技術(shù)，由變?nèi)荻O管和集成壓控振蕩器芯片實現(xiàn)振蕩頻率的電壓控制及對載波的調(diào)頻調(diào)制；加入由頻率合成芯片、高速分頻器和晶體振蕩器等組成的數(shù)字鎖相環(huán)路，使發(fā)射端的中心頻率鎖定在35MHz。采用編碼/解碼電路實現(xiàn)題目所要求的主站具有撥號選呼和群呼功能，以及英文短信傳輸業(yè)務(wù)。

20、整個接收電路采用雙變頻超外差接收機電路，以全單片化集成的芯片MC3363為核心。接收機采用電池供電，穩(wěn)壓電路提供穩(wěn)定電壓。顯示部分利用液晶顯示模塊，顯示呼叫方式、業(yè)務(wù)類型以及英文短信內(nèi)容。所有的設(shè)計實現(xiàn)主站至從站間的單工語音通信，并且完成英文短信的傳輸業(yè)務(wù)。2.2 系統(tǒng)組成整個系統(tǒng)主要分為發(fā)射和接收兩大模塊，其中發(fā)射部分由MC1648芯片構(gòu)成的壓控振蕩器、MC145152芯片為核心的頻率合成電路、實現(xiàn)高速分頻的MC12022芯片、環(huán)路濾波器和晶振構(gòu)成鎖相環(huán)頻率合成器、功率放大阻抗匹配電路、PT2262數(shù)據(jù)編碼電路、單片機進行數(shù)據(jù)處理、LCD驅(qū)動以及顯示模塊等主要電路組成。發(fā)射部分的組成框圖如圖

21、2.1所示。圖2.1發(fā)射部分組成框圖 接收部分由高頻放大電路、本地振蕩、收音模塊、音頻輸出模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、控制模塊和顯示模塊主要部分組成，單片機對鍵盤輸入和液晶顯示起控制作用。接收部分的組成框圖如2.2所示。 圖2.2接收部分組成框圖2.3.方案選擇: 1.收發(fā)電路的選擇方案一.采用無線收發(fā)芯片.選擇芯片所考慮的主要指標有發(fā)射功率,接收靈敏度,收發(fā)芯片所需外圍元件的數(shù)量,芯片的成本,以及數(shù)據(jù)傳輸是否需要進行曼徹斯特編碼.目前常用的收發(fā)芯片有NRF401系列,CRF19T,CRF26R系列.均采用FSK調(diào)制. <1>.用NRF401系列高速單片無線收發(fā)芯片.采用了低發(fā)射功率和高接

22、收靈敏度的設(shè)計,可進行低功率無線數(shù)傳,但是該芯片的外圍設(shè)備也較多;傳輸語音信號時要進行數(shù)據(jù)壓縮,從而使得系統(tǒng)的時序變得較為復(fù)雜,調(diào)試等過程有難度.<2>.用CRF系列接收芯片.該芯片發(fā)射頻率在27MHz,較難提高到題目要求.具有的標準化接口可直接嵌入各種設(shè)備.但是該芯片價格比較貴,用于短距離無線傳輸也不是很合理.方案二:經(jīng)典LC收發(fā)電路.設(shè)計要求發(fā)射頻率在30-40MHz,故系統(tǒng)所受干擾一般很小,完全可以不進行FSK調(diào)制.因此可以用LC電路來發(fā)射接收信號.此外該收發(fā)電路一般結(jié)構(gòu)靈巧,易于調(diào)試.而且電路設(shè)計方案成熟,完全能夠?qū)崿F(xiàn)此種短距離的無線呼叫.對兩種方案進行比較,用簡單的射頻電

23、路明顯有諸多優(yōu)勢,故采用之.2.4控制方式的選擇本設(shè)計主要用于短距離無線呼叫,而且語音及數(shù)字信號都能夠傳輸,數(shù)字信號要求能夠顯示.所以系統(tǒng)對控制系統(tǒng)要求比較高.方案一.采用FPGA進行控制. 由于要用到液晶顯示等許多外圍設(shè)備,用FPGA不易實現(xiàn).方案二.用單片機進行控制:由于該題的控制部分主要用于控制語音信號的傳輸,因此其穩(wěn)定性,安全性必須得到保證.單片機的選擇尤為重要.德州儀器公司的MSP430 型單片機是一種超低功耗微處理器，通過16位RISC系統(tǒng)，16位CPU集成寄存器和常量發(fā)生器來獲得最大代碼效率。其典型應(yīng)用就是就是采集模擬信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到主機系統(tǒng)進行處理。為了MSP430

24、單片機系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及更好的消除外界干擾，可對輸入信號進行光耦隔離采樣?？芍苯永肐/O口模擬液晶的讀寫和控制時序，成功地驅(qū)動MGLS240X120的點陣式液晶，控制字符，圖形以及漢字的顯示。實際中可將信號由A/D端口采樣輸入，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后在液晶面板上實時顯示出來并同步刷新。MSP430系列單片機可以利用IAR公司的WORKBENCH和C-SPY編譯，直接下載到片內(nèi)FLASH內(nèi)存，脫機運行。支持匯編和C語言的編程。其功能全面，使用方便,安全可靠。明顯的應(yīng)該選用MSP430型單片機進行控制.二.方案論證1.總體框圖該系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵主要為單片機MSP430的使用.首先收發(fā)兩模塊各有一個控制部分

25、.發(fā)射端的控制部分通過鍵盤輸入來選擇工作模式和傳輸信道.芯片開始工作時都處于語音傳輸狀態(tài),需要數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)時,通過鍵盤控制可使接收控制部分收到一中斷代碼,從而整個系統(tǒng)開始數(shù)據(jù)傳輸.信道的任意選擇也是通過鍵盤給單片機發(fā)出指令來實現(xiàn)的,主站選擇某一信道進行傳輸操作時,從站的控制部分立即給予響應(yīng),使得接收芯片 能夠收到該信道上的所有信息.從站接收到信號時,若為語音信號立刻由耳機處輸出 ,若為數(shù)字信號則在液晶上顯示所傳輸?shù)挠⑽亩绦艃?nèi)容.由此可見,此設(shè)計方法能夠?qū)崿F(xiàn)題目的所有要求.整個框圖如下示:耳機輸出語音傳輸無線接收無線發(fā)射工作模式選擇數(shù)據(jù)傳輸單片機健盤液晶顯示信道選擇 圖1 系統(tǒng)總框圖2.收發(fā)模塊

26、;采用簡單射頻電路收發(fā)信號時,可使收發(fā)兩端都具有收發(fā)電路,而主從站可通過單片機的控制來區(qū)別.基準頻率晶體振蕩電路RF功率放大器LC調(diào)制發(fā)射信號可編程計數(shù)器（13位）VCO信道編碼解碼器FM/FSK比較器（限幅輸出）麥克風(fēng)放大器 圖2 發(fā)射芯片內(nèi)部框圖另外其內(nèi)部的VCO作為本機振蕩器使用它與混頻器交從LNA放大的RF信號轉(zhuǎn)變?yōu)?55KHz的中頻信號,芯片外接一陶瓷濾波器可提高信道選通性.RSSI不斷檢測接收信號的強度從而調(diào)整接收有效信號RV的狀態(tài).最后基帶信號通過QDEM與一外接的LC回路解調(diào).信道控制編碼頻率合成器RF信號LNA放大VCO(本機振蕩器)混頻器中頻信號選頻器LC解調(diào) 圖3 接收芯

27、片內(nèi)部框圖綜上所述,整個方案完全可行.電路的收發(fā)部分均采用常用的標準接法。由于該系統(tǒng)為高頻線路,從而使各部分的具體電路設(shè)計變得尤為很重要,電路布局必然要謹慎為之. 第三章.電路設(shè)計與參數(shù)確定:1.收發(fā)部分:為更好了解收發(fā)信號的過程,將電路中的收發(fā)部分分開說明: 圖4 信號發(fā)射部分電路上述電路實際工資是一個調(diào)頻無線話筒.前部分為音頻放大器,后一部分為高頻放大器.當音頻信號經(jīng)電容耦合到后面的三極管基極時,改變振蕩器頻率,產(chǎn)生所需的調(diào)頻信號,經(jīng)天線發(fā)射到空中.從而實現(xiàn)發(fā)射功能. 圖 5 信號接收電路上圖中LM386和電容器共同組成低頻放大電路.天線所接收到的信號經(jīng)三極管,兩個電感線圈組成超再生檢波電

28、路,進行檢波.檢波后的音頻信號,經(jīng)電容 耦合到低頻放大器,再經(jīng)電容耦合到揚聲器而發(fā)聲.上述收發(fā)電路外加功率放大器,限幅比較器,從而達到較為理想的收發(fā)效果.2.控制部分采用的MSP430單片機是16位型的,因此短信數(shù)據(jù)信息傳輸時可連續(xù)傳輸兩個字節(jié).可以保證數(shù)字信號的正常傳輸.控制部分各指令的下達是通過鍵盤來進行的.通過按鍵編碼從而可以隨意選擇所要傳輸?shù)男诺?通過鍵盤同樣可以對傳輸短信數(shù)據(jù)信號與語音信號進行選擇.當傳輸短信數(shù)據(jù)信號時,液晶屏可顯示所有傳輸內(nèi)容.傳輸?shù)膬?nèi)容為英文短信,MSP430對所傳送的所有字母進行編碼,存放在所編程序里,當接收端收到信號時,此部分控制只需對其進行譯碼既可.當選通某

29、一信道時,單片機可立即驅(qū)動液晶屏,使其顯示該信道的收發(fā)頻率.從而讓我們可以輕易了解發(fā)射機的發(fā)射頻率3.衰減器:采用型衰減器其設(shè)計如下 圖6 衰減器電路上圖中輸入輸出各有50歐的輸入輸出阻抗 其余三個電阻分別用精密電阻來調(diào)節(jié). R1=R3=61.1歐姆 R2=247歐姆該衰減器的衰減效果用EWB模擬圖如下所示: 圖7 衰減效果圖四.調(diào)試測量1.基本要求:(1).測量其發(fā)射頻率:38MHz (2). 峰值發(fā)射功率:在天線處接一50歐姆假負載 此時功率為16mW (3).射頻信號的帶寬 調(diào)制方式為 FM 調(diào)制 (4).耳機接收測試: 當從站電源接通時,耳機正常輸出語音信號.(5).衰減測量:傳送信號

30、為300Hz-3400Hz的正弦波,去掉收發(fā)天線,用一功率衰減為20dB左右的衰減器連接主從站天線端子,用示波器觀察從站耳機的接收波形.發(fā)現(xiàn)接收到的波形無明顯失真. (6).主從站的收發(fā)天線采用拉桿天線,其長度為10cm.2.擴展要求： (1). 主從站最大清晰通信距離:50m(2). 從站點的任意選擇進行信息傳輸: 各從站的收發(fā)頻率各不相同,當需要選通某一信道時,通過鍵盤編碼使單片機接收到信道變換指令,進入信道選擇模式,MSP430適時接通發(fā)射頻率在此信道上的從站.從而構(gòu)成了一點對多點的單工無線呼叫系統(tǒng). 總結(jié) 該芯片以MSP430型單片機為控制核心部件,利用匯編語言編寫代碼,實現(xiàn)語音與數(shù)據(jù)

31、信息的正確傳輸.因此本系統(tǒng)具有很高的可靠性與安全性. 本系統(tǒng)在用單片機控制時,為使更加清晰地了解所選通信道的情況,加入了發(fā)射頻率顯示部分,通過液晶屏顯示發(fā)射頻率的數(shù)值. 信號的收發(fā)部分采用經(jīng)典接法,發(fā)送頻率也非常穩(wěn)定,調(diào)試方法也非常簡單有效,為主從站的信息連接作了重要支持. 經(jīng)過精心調(diào)試,各項基本指標已達到要求. 雖然英文短信可以發(fā)送,但是在接收時沒能得到設(shè)想中的譯碼.因此系統(tǒng)的短信數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)不能正常實現(xiàn). 參考文獻：1. MSP430匯編，連接和庫編程指南2. MSP430系列單片機接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計實例 魏小龍 編著3. 無線接收發(fā)射應(yīng)用集成電路手冊 趙負圖 主編4. 高頻電子線路 陽昌

32、漢 主編附錄:控制部分匯編程序設(shè)計GENERAL DEFINITIONS-BYTE EQU 1 ;8 BITSWORD EQU 2 ;16 BITSPORT DEFINITIONS;| DEFAULT OUTPUT VALUES P1OUT_DEFAULT EQU 000H P2OUT_DEFAULT EQU 000HP3OUT_DEFAULT EQU 000HP4OUT_DEFAULT EQU 000H P5OUT_DEFAULT EQU 007H ;P5.0,P5.1,P5.2=1 P6OUT_DEFAULT EQU 0FFH;|SELECT PORT DIRECTION - 0 = IN

33、PUT, 1 = OUTPUT ;ALL UNUSED PINS SET TO OUTPUT TO REDUCE CURRENT CONSUMPTIONP1DIR_DEFAULT EQU 0FFH ;P1OUT USED FOR LED1LED8P2DIR_DEFAULT EQU 0E0H ;P2.0P2.4 USED FOR KEYIN,PIN P3DIR_DEFAULT EQU 05FH ;P3.7 AND P3.5 FOR URXD,P3INP4DIR_DEFAULT EQU 0EFH ;P4.4 USED FOR HT1621(IRQN),P4INP5DIR_DEFAULT EQU 0

34、FFH ;P6DIR_DEFAULT EQU 000H ;P6.0P6.7 USED FOR KEYIN,PIN;| SELECT PORT FUNCTION - 0 = NORMAL I/O, 1 = PERIPHERAL FUNCTION P1SEL_DEFAULT EQU 000H P2SEL_DEFAULT EQU 000HP3SEL_DEFAULT EQU 0C0H ;2 PIN UART USART1 FUNCTION ENABLEDP4SEL_DEFAULT EQU 000HP5SEL_DEFAULT EQU 000H P6SEL_DEFAULT EQU 000H; HT1621

35、 PIN DEFINITIONS #define DATA_PIN 01H,P4OUT ;P4.0 USED FOR HT1621(DATA)#define WRITE_PIN 02H,P4OUT ;P4.1 USED FOR HT1621(WRITE) #define READ_PIN 04H,P4OUT ;P4.2 USED FOR HT1621(READ)#define CS_PIN 08H,P4OUT ;P4.3 USED FOR HT1621(CS)#define 1621IRQN_PIN 10H,P4IN ;P4.4 USED FOR HT1621(IRQN) KEY BOARD DEFINITIONS KEY_0 EQU 01HKEY_1 EQU 02HKEY_2 EQU 04HKEY_3 EQU 08HKEY_4 EQU 10HKEY_5 EQU 20HKEY_6 EQU 40HKEY_7 EQU 80H#define KEY_0_PIN KEY_0,P6IN ;P6.0 USED FOR KEYSCAN #define KEY_1_PIN KEY_1,P6IN ;P6.1 USED FOR KEYSCAN#define KEY_2_PIN KEY_2,P6IN ;P6.2 USED FOR KEYSCAN#define KEY_