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时间:2019-01-09
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1、数字式语音无线通信系统 【摘要】本文使用nRF24L01无线收发模块,设计了一套基于STC12LE5A60S2单片机的数字式语音无线通信系统。该系统分为发射系统和接收系统。系统电路共包括4部分:麦克放大电路部分、音频放大电路部分、MCU控制部分和nRF24L01无线通信部分。本文介绍了基于STC12LE5A60S2的数字式语音无线通信系统的设计方案,详细介绍了方案中所涉及的模数转换方法和PWM数模转换方法。最终,该系统成功地实现了语音信号在数字通信系统中进行半双工通信。 【关键词】无线通信数字通信半双工语音信号 1无线语音发射子系统 1.1子系统方案设计
2、 无线语音发射系统的原理图如图1所示。语音信号经拾音器采集经放大、滤波送入AD,AD采集信号使用STC12LE5A60S2内部集成AD模块,MCU对AD和无线发射模块进行配置,最后,无线发射模块将语音信号发射到无线信道。 1.2硬件部分设计 拾音器使用压控麦克,信号经麦克采集后再经9014三极管放大电路放大。为了获得较为清晰的语音,保证高频谐波或者低频杂波能够被滤除掉。带通滤波器通频带设定为人类语音信号带宽300Hz―3.4kHz。带通信号经9014放大电路放大后传给单片机内部AD模块。6 MIC放大电路见图2所示,MCU控制部分如图3所示,nRF24L
3、01模块电路如图4所示。 1.3软件部分设计 MCU对内部AD进行配置,并控制nRF24L01模块进行数据发送。 部分程序参看如下: #include #include #include"ad.h" #include"nrf24l01p.h" #include"pwm.h" main() { init_nrf24l01_io();//初始化nRF14L01 transmit_mode_init();//配置发送模式 Init_ADC();//初始化ADC while(1) { if(send_flag==1) { send_d
4、ata(txData);//发送ADC采集到的数据 send_flag=0;//清除标志位 }6 } } MCU首先对nRF24L01进行初始化设置,写发送端与接收端地址,设置通信通道,设置自动重发时间和次数,设置数据长度等,配置nRF24L01为发送模式;初始化MCU片内ADC,设置采样频率为8KHz。全部初始化完成之后,进入循环发送模式,等待ADC采集数据,采集完成之后将数据传给nRF24L01发送出去。 2无线语音接收子系统 2.1子系统设计方案 无线语音接收子系统框图如图5所示。无线接收模块接收到信号后,将信号送入单片机,单片机将数字语音
5、信号输出PWM波,PWM波经过低通滤波器滤波后转换成模拟语音信号,模拟语音信号经过LM386音频放大模块放大后输入到扬声器,扬声器将电信号转换成声音信号。 2.2硬件部分设计 单片机输出为PWM波,PWM波滤波输出实现D/A转换,音频放大器用LM386芯片,最后输出给扬声器,将电信号转换为声音信号。电路图如图6所示。 2.3软件部分设计 MCU将数字信号以PWM波的形式发出给后续电路处理。 部分程序参看如下: #include #include6 #include"ad.h" #include"nrf24l01p.h" #include"pw
6、m.h" main() { init_nrf24l01_io();//初始化nRF14L01 receive_mode_init();//配置接收模式 PWM_Init();//初始化PWM波发生器 while(1) { if(recieve_flag==1) { recieve_data(rxData);//接收数据给PWM波发生器 recieve_flag=0;//清除标志位 } } } //pwm.h中PWM_Init()部分 voidPWM_Init(void) { P1M1&=0xF7; P1M0
7、=0x08;6
8、 CMOD=0x02; AUXR
9、=0x80; TMOD&=0xF0; TMOD
10、=0x02; TL0=0xf5; TH0=0xf5; TR0=1; CL=0x00; CH=0x00; PCA_PWM0=0x00; PCA_PWM1=0x00; CCAP0L=0xFE; CCAP0H=0xFE; CCAPM0=0x42; CR=1; } 程序首先对nRF24L01进行初始化,初始化的各项参数同发送部分,配置接收端的nRF24L01为接收模式,使两个nRF24L01可以配对使用。之后对MCU片内的PWM产生模块进行初始化,使其可以根
11、据输入的数据输出频率和占
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