单工无线呼叫系统.ppt
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1、单工无线呼叫系统,2005年 六组:祝成东 陈方瑞 王福军,任务设计并制作一个单工无线呼叫系统,实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务。,基本要求,(1)设计并制作一个主站,传送一路语音信号,其发射频率在30MHz40MHz 之间自行选择,发射峰值功率不大于20mW(50假负载电阻上测定),射频信号带宽及调制方式自定,主站传送信号的输入采用话筒和线路输入两种方式;(2)设计并制作一个从站,其接收频率与主站相对应,从站必须采用电池组供电,用耳机收听语音信号;(3)当传送信号为300Hz3400Hz 的正弦波时,去掉收、发天线,用一个功率衰减20dB 左右的衰减器连接主、从站天线端子,通过示波器
2、观察从站耳机两端的接收波形,波形应无明显失真;(4)主、从站室内通信距离不小于5 米,题目中的通信距离是指主、从站两设备(含天线)间的最近距离;(5)主、从站收发天线采用拉杆天线或导线,长度小于等于1 米。,发挥部分,(1)从站数量扩展至8 个(实际制作1 个从站),构成一点对多点的单工无线呼叫系统。要求从站 号码可任意改变,主站具有拨号选呼和群呼功能;(2)增加英文短信的数据传输业务,实现主站英文短信的输入发送和从站英文短信的接收显示 功能;(3)当发射峰值功率不大于20mW 时,尽可能地加大主、从站间的通信距离。(4)其他。,1 调制方式选择,方案一:采用调幅方式(AM),发端用音频调制载
3、波,载波的包络即变为音频信号,收端利用包络检波技术恢复音频信号,若调制信号变为数字基带信号,则称为振幅键控(ASK)。其特点是调制后的载波占有带宽小,缺点是抗干扰能力较差。方案二:采用调频方式(FM),发端用音频调制载波,载波的频率会随着调制信号的幅度变化而变化,收端利用鉴频器将调制信号恢复,对应的数字调制方式为频移键控(FSK)。其特点是占有带宽宽,但抗干扰能力明显优于AM 方式。综上,题目要求载频在30MHz40MHz 之间,可用AM 方式,亦可用FM 方式,考虑到要保证发挥第2 项短信功能的正确性,系统必须有良好的抗干扰性,因此本系统采用FM 方式实现,2 编码方案选择,方案一:采用常规
4、的数字调制。所有的控制指令(单呼、群呼等)和英文短信的编码均为数字基带信号,将此基带信号稍做平滑后直接对载波进行调制,即FSK 调制;收端解调后经整形恢复为数字基带信号,再做进一步处理。若采用此方案,必须在发端插入相应的帧同步字,发端进行相应的帧同步提取,才能保证数据传输的正确性和可靠性。方案二:发端预先利用双音频编码器将欲传输的数据变为相应的双音频信号,然后进行调制,接收端经FM 解调后的双音频信号,经双音频译码器翻译成相应的数字信号,送给CPU 处理,从而实现相应的功能。第一种方案传输可靠,但实现难度较大。第二种方案较容易实现,但每次只能传送四位二进制数,本系统采用两次传送一个英文字符的方
5、法实现。,3 发射机方案选择,方案一:采用变容二极管和晶体管构成的石英晶体振荡器,使其振荡频率在30MHz40MHz 之间,调频后进行发射。方案二:采用专用的调频发射芯片,如BA1404 等,借助于外围的LC 振荡回路来改变载波频率,从而实现调频。方案三:采用MC145151 锁相环集成电路,配合单管型压控振荡器实现,采用拨码开关控制MC145151的数据输入脚,从而控制VCO 输出不同频率的载波,调试时只需把频率控制在30MHz40MHz 之间即可。为了保证发射机发射载频的稳定度,同时也为了保证整个系统的稳定性,本系统采用方案三。,4 接收机方案选择,方案一:采用MC3362/MC3363
6、等窄带调频接收专用芯片,该系列芯片接收信号的频偏典型值为3KHz,鉴频器的灵敏度较高,但解调后音质不如调频广播的音质好。方案二:采用常规的调频广播收音机接收芯片(如CXA1691),调整本振频率,使得接收频率范围落 在30MHz40MHz 之间。调频广播的典型频偏75KHz,音质动态范围好。因为本系统采用双音频编码方案传输数据信号,所以一定要保证音频信号传输的不失真。本系统选用方案二。,5 英文短信输入键盘方案选择,方案一:采用矩阵键盘,采用矩阵式行列扫描方式,需要12个I/O 就能完成,而且编写程序简单方便。方案二:采用大屏幕液晶,采用移动光标的方式从所有字母中选择输入。该方案操作烦琐,而且
7、加大了软件工作量。方案三:采用市售的按键数大于30 的红外遥控器,分析其码元信息,实现不同字母的输入,但是分析码元信息的程序较为复杂,增加了程序员的工作量。经过对比,我们选择了方案一。,详细软硬件设计本系统是由发射机和接收机构成的单工呼叫系统,发射机框图如图 6.1,硬件连接图如图 6.3,由主控单片机SPCE061A、锁相环频率合成器MC145151、高频功放、双音频编码器、键盘、液晶显示模块、话筒放大电路等模块组成。,接收机方框图如图 6.2,硬件连接图如图 6.3,由主控单片机、调频接收芯片(CXA1691)及其外围电路、双音频译码电路、音频功放、液晶显示终端等模块构成。接收机采用四节1
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