单工无线呼叫系统3

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1、单工无线呼叫系统  山东理工大学祝成东陈方瑞王福军 摘要本系统采用调频方式实现了主站至从站的单工语音及数据传输业务。发射机以单片机SPCE061A为核心，采用MC锁相环完成FM调制等功能；接收机采用CXA1691完成FM解调功能；引入双音频编解码完成数据传输；利用市售红外遥控器实现了发射机英文字符的输入。关键词：SPCE061A；MC锁相环；双音频。一、方案论证与比较1.1调制方式选择方案选择方案一：采用调幅方式（AM），发端用音频调制载波，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

2、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30MHz~40MHz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。                              1.2编码方案选择方案一：采用常规的数字调制。所有的控制指令（单呼、群呼等）和英文

3、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。鉴于上面分析，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法实现。1

4、.3发射机方案选择方案一：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。方案二：采用MC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MC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30MHz—40MHz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，本系统采用方案二。1.4接收机的方案选择方案一：采用MC3362/MC3363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

5、：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30MHz—40MHz之间。调频广播的典型频偏为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。二、详细软硬件分析2.1发射机设计：图2.1发射机框图发射机框图如图2.1，由主控单片机SPCE061A、锁相环频率合成器MC、高频功放、双音频编码器、红外遥控及其接收电路、液晶显示模块、话筒放大电路等模块组成。2.2接收机设计图2.2接收机框图接收机方框图如图2.2，由主控单片机、调频接收芯片（CXA16

6、91）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1.5V电池串联供电。2.3总机硬件连接图2.3.1主机部分2.3.1.1主站控制单片机小系统电路该小系统以SPCE061A单片机为核心。外围电路包括：4×4键盘，如图2.3所示，题目中发挥部分第1项群呼、单呼等命令以及0—9十个数字的输入由该键盘来完成；RT128×64点阵液晶构成人机接口，可显示英文、汉字、图标、图形等，并具有背光支持，以构成友好人机界面，来显示各种数据及接收到的短信，J3为液晶屏接口；红外键盘，本系统中红外键盘采用的是RM-200E万能电视遥控器，它的功能是输

7、入26个英文字母和10个数字，按顺序分别是发送键、删除键、A、B、C、D、E、F…，同时A、B、C、D、E、F…又是可以通过4×4键盘上的“切换2”转为输入0到9的数字；红外接收头（J7），接收来自红外遥控器的数据（写短信）送入单片机处理并在液晶屏上显示。调节RP1可以改变液晶显示的对比度。图2.34×4键盘2.3.1.2DTMF双音频编码器DTMF双音频编码器是用频率合成的方法来产生DTMF信号的，它的基准时基采用晶体振荡器，IOB0~IOB7为单片机送来的控制信号，HM9187输出的双音频组合共有16种情况，因此单片机送来的控制的信号亦共有16种情况，系统则利

8、用这16状