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

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、，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，RS23

6、2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

7、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

8、：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

9、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

10、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

11、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_

12、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

13、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;/

14、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 p

15、3_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Pr

16、ivate 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

17、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

18、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，通过完成串口的自发自收功能，让我也熟悉了单片机的控制。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，培养了创新能力。这是一次综合性的课设，是一次让我们在实践中检验真理的课设。这次课设让我对通信的相关知识有了进一步理解。我相信在这次课设中学到的知识会对我在以后的学习工作有着极大的积极作用。感谢在课设中忍者指导，答疑解惑的各位老师，您们辛苦了。参考资料：1 通信原理，周炯槃等，2005年11月 北京邮电大学出版社2 Visual Basic与RS-232串行通信控制（最新版）。