基于315MHz的數(shù)字無線通信(發(fā)射,接收)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱_ 通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)_ 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 基于315MHz的數(shù)字無線通信（發(fā)射，接收）系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器 _ 計(jì)算機(jī)、電路板等 _系 別_ _ _ 班級/學(xué)號 _ 學(xué)生姓名_ _ _ 實(shí)驗(yàn)日期 _ _ _ 成 績 _ _指導(dǎo)教師 _ _ _一、 簡要說明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于315MHz的數(shù)字無線通信系統(tǒng)。1、系統(tǒng)模型圖1 本課程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型2、數(shù)字無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：A/D 信源 編碼 信道 編碼數(shù)字調(diào)制射頻調(diào)制發(fā)射D/A 信源 譯碼 信道 譯碼 數(shù)字 解調(diào) 射頻 解調(diào)接收信息源收信者1、 信息源：模擬信源（電話機(jī)、攝像機(jī)、攝像頭等），數(shù)字信源（計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等）。2、 信源編碼：把連

2、續(xù)的信息變換為數(shù)字信號，之后一般進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，去掉部分冗余信息。3、 信道編碼：通過增加冗余信息，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a變換，以減少信息傳輸時(shí)干擾造成的數(shù)據(jù)丟失。提高傳輸?shù)目煽啃浴?、 數(shù)字調(diào)制：把信道編碼后的數(shù)字信號變換為可加到射頻電路的模擬信號。如：ASK，F(xiàn)SK，PSK，DPSK，QPSK，QAM，MSK等。5、 射頻調(diào)制：把數(shù)字調(diào)制后的模擬信號加到射頻載波上，發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)無線傳輸。如：AM，DSB，SSB，VSB，F(xiàn)M，PM等。接收時(shí)，信息變換與上述過程相反。二、 設(shè)計(jì)目的：通過通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及具體的電路調(diào)試和軟件編程實(shí)踐，進(jìn)一步加深對通信系統(tǒng)的了解，理解所學(xué)的專業(yè)知識，提高動手能力，

3、提高解決實(shí)際問題的綜合能力。三、 設(shè)計(jì)要求通過親自設(shè)計(jì)，動手焊接并調(diào)試電路實(shí)現(xiàn)315M的數(shù)字無線通信系統(tǒng)無線收發(fā)數(shù)據(jù)功能四、 給定條件電路板（發(fā)送）、電阻、電容、發(fā)光二級管、晶振、7805、2262、2051單片機(jī)、RS232、導(dǎo)線等五、 系統(tǒng)框圖六、 工作原理1、 RS232通信接口電路主要由DB9的標(biāo)準(zhǔn)232接口插座和專用芯片MAX232組成。通過這個(gè)接口電路可使計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)雙向通信。單片機(jī)可以發(fā)送也可以接收命令和數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)端，RS232通訊程序，通過DB9插座的2、3腳，產(chǎn)生RS232電流環(huán)信號，MAX232轉(zhuǎn)換為TTL或CMOS電平，送入單片機(jī)。反之?dāng)?shù)據(jù)通過單片機(jī)，再經(jīng)過

4、MAX232轉(zhuǎn)換為RS232信號，便于較長的距離傳輸，送入計(jì)算機(jī)。2、單片機(jī)電路 由51系列單片機(jī)AT89C2051及外圍晶振電路和上電復(fù)位電路組成。接收來自計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)協(xié)議向編碼調(diào)制或解碼解調(diào)電路發(fā)送或接收數(shù)據(jù)信號。AT89C2051是低電壓、高性能的CMOS8位微控器，片內(nèi)含有2KB的Flash可編程且可擦除的只讀存儲器。主要特性是：l 與MCS-51系列產(chǎn)品兼容；l 片內(nèi)含有2KB的Flash程序存儲器，可擦寫次數(shù)為1000次；l 片內(nèi)含有128字節(jié)的RAM；l 具有15線可編程I/O口；l 含有兩個(gè)16位的定時(shí)器T0和T1；l 中斷系統(tǒng)是具有6個(gè)中斷源、5個(gè)中斷矢量、2級中斷

5、優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；l 具有可編程的串行通信口；l 低供耗節(jié)電模式為空閑模式和掉電模式；l 全靜態(tài)操作為0-24MHz；l 電源電壓為2.7-6V；l 直接驅(qū)動LED；3、編碼調(diào)制或解碼解調(diào)電路 采用專用的編碼（PT2262）和解碼芯片（PT2272）。詳見“PT2262.PDF、PT2272.PDF”文件（提示：重點(diǎn)看一下編碼和解碼的時(shí)序圖，便于理解編程控制）。實(shí)際電路選用SC2262和SC2272與PT系列完全兼容。4、射頻（RF）發(fā)射電路 采用315MHz的晶體振蕩器。原理圖如圖9所示： 圖9 RF電路原理圖 為簡單起見，本設(shè)計(jì)采用成熟的315MHZ的射頻發(fā)射模塊。增加了射頻信號功率放大電

6、路。5、 射頻接收解調(diào)電路 原理圖如圖10所示。本設(shè)計(jì)采用與315MHZ發(fā)射模塊對應(yīng)的成熟的接收組件。 圖10 RF接收解調(diào)電路原理圖6、電源電路 采用變壓器把220V交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電，經(jīng)過全波式整流電路整流和電容濾波后送入三端穩(wěn)壓器7805，產(chǎn)生+5V的直流電，作為整個(gè)電路系統(tǒng)的直流供電電源。發(fā)射電路原理圖：七、 調(diào)試過程1、5V電源電路：（1）檢查二極管正負(fù)極是否接反（2）檢查C7、C8兩個(gè)電容是否為30p，C14、C15兩個(gè)電容正負(fù)極是否接反（3）檢查發(fā)光二極管正負(fù)極是否接反（4）檢查電路有無虛焊、漏焊2、RS232通信接口電路：（1）檢查C1C4電容正負(fù)極是否接反（2）將接地端與

7、電源電路部分的接地端相連接（3）檢查RS232芯片與串行接口是否連接正確3、CPU電路（1）檢查精振部分是否連接正確（2）檢查CPU的11管腳是否與2262的14管腳相連接4、編碼調(diào)制電路（1）檢查電路部分是否連接正確（2）檢查2262芯片17管腳是否與天線部分DATA相連接八、 驗(yàn)證過程1、5V電源電路：（1）首先用萬用表交流檔測量變壓器輸出電壓為6.19V（2）萬用表調(diào)到直流檔測量7805的第三腳電壓為4.99V（3）LED燈亮說明5v電源電路部分工作正常,如下圖示波器顯示:2、編碼調(diào)制電路（1）將2262芯片14管腳接地，因?yàn)?262芯片14管腳為使能端。用示波器測量17管腳波形為方波圖

8、1為2262芯片第17管腳波形（2）人為用短接線把A、B、C、D依次置高電平（與VCC相連），（此時(shí)2262的發(fā)送使能端14腳應(yīng)接地，置低電平），對應(yīng)的接收系統(tǒng)的2272的A、B、C、D位應(yīng)依次變?yōu)楦唠娖?。說明發(fā)送編碼調(diào)制及射頻電路部分都工作正常。3、射頻（RF）發(fā)射電路（1）用500MHZ示波器觀察并記錄射頻信號的時(shí)域波形。圖2為射頻信號時(shí)域波形（2）用頻譜分析儀觀察并記錄射頻信號的頻譜。圖3為發(fā)送載波波形說明射頻發(fā)射模塊工作正常。4、編寫串口調(diào)試程序用VB編寫串口調(diào)試程序，將串口2，3管腳短接，通過程序?qū)崿F(xiàn)自發(fā)自收，說明串口調(diào)試程序運(yùn)行正常。串口調(diào)試圖像：5、實(shí)現(xiàn)自發(fā)自收 將自發(fā)自收程序燒

9、到單片機(jī)中，用串口線將電路與計(jì)算機(jī)相連接，在發(fā)送框中輸入發(fā)送的內(nèi)容，點(diǎn)擊接收，接收框中出現(xiàn)剛才發(fā)送的內(nèi)容。 將程序拷入CPU中，P3.7口線輸出10KHZ的方波，說明RS232芯片正常通信，CPU工作正常。調(diào)試圖像： CPU工作正常（P3.7口線輸出10KHZ的方波）圖像。6、實(shí)現(xiàn)無線發(fā)送接收數(shù)據(jù)將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中，首先用一根導(dǎo)線把發(fā)送板的數(shù)據(jù)發(fā)送端DATA與接收板的數(shù)據(jù)接收端（2272芯片17管腳）相連接，在一臺電腦的發(fā)送窗口輸入發(fā)送內(nèi)容，另一臺電腦接收窗口中顯示該內(nèi)容，說明兩個(gè)板子可以實(shí)現(xiàn)有線互通。去除導(dǎo)線，仍然在一臺電腦的發(fā)送窗口輸入發(fā)送內(nèi)容，另一臺電腦接收窗口中顯示該內(nèi)容，說明兩個(gè)板子

10、可以實(shí)現(xiàn)無線互通。圖3為發(fā)送載波波形同組同學(xué)接收的圖像:圖4為接收載波波形說明射頻發(fā)射模塊工作正常,接收模塊正常,與本組同學(xué)通信正常。九、 試驗(yàn)中遇到的問題及解決方法1、 電源電路部分輸出電壓不是5V？電容接反了，而且小電容不仔細(xì)看都一樣，但有一個(gè)是不同的。2、 串行接口部分連接與電路圖不相符？發(fā)現(xiàn)信號地應(yīng)該與5針腳相連接，可是電路板上卻與1針腳相連接，用一根導(dǎo)線將1針腳與5針腳相連，即可正常傳輸數(shù)據(jù)。3、 實(shí)現(xiàn)無線發(fā)送接收數(shù)據(jù)是，接收端顯示為亂碼？如果串行口焊接不實(shí)則不自發(fā)自收或，亂碼。十、總結(jié)本次通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)綜合了計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)，高頻電子線路，單片機(jī)原理與應(yīng)用，微機(jī)原理與接口技術(shù)，通信

11、原理等課程內(nèi)容。通過對具體通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，電路調(diào)試和軟件編程，進(jìn)一步加深對通信系統(tǒng)的了解，理解所學(xué)的專業(yè)知識，提高動手能力，提高解決實(shí)際問題的綜合能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。 附錄：1 單片機(jī)控制源程序發(fā)送部分#include<reg51.h> sbit P37=P37; unsigned char temp;unsigned char sendData; bit Flag; /* 延時(shí)處理程序 */ void delay(unsigned int i)unsigned char j;for(i; i > 0; i-)for(j = 200; j > 0; j-) ; /* 主

12、函數(shù) */void main (void) /P1=0x00;P37=1; 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 11.0592MHz */ TR1 = 1;/* TR1: timer 1 run */ EA = 1; /*打開總中斷*/ ES = 1; /*打開串口中斷*/Flag=0;while (1) /*主循環(huán)不做任何動作*/ if(Flag)SBUF=sendData; /SUBF接受/發(fā)送緩沖器 while(TI=0); TI=0; Flag=0; /* 串口中斷程序 */void UART_SER (void) interrupt 4 /串行中斷服務(wù)程序 if(RI = 1) /RI接受中斷標(biāo)志 RI = 0; /清除RI接受中斷標(biāo)志temp = SBUF; /SUBF接受/發(fā)送緩沖器sendData=temp;P1=temp;P37=0;