用单片机制作多功能莫尔斯码电路:用单片机制作多功能莫尔斯码电路莫尔斯电码通信有着悠久的历史，尽管它已被现代通信方式所取代，但在业余无线电通信和特殊的专业场合仍具有重要的地位，这是因为等幅电码通信的抗干扰能力是其它任何一种通信方式都无法相比的。在短波波段用几瓦的功率即可进行国际间的通信，收发射设备简单易制成本低廉，所以深受业余无线电爱好者的喜爱，是业余无线电高手必备的技能。要想熟练掌握莫尔斯电码的收发技术除了持之以恒的毅力外，还需要相关的设备。设计本电路的目的就是给爱好者提供一个实用和训练的工具。 一、功能简介 本电路可以配合自动键体和手动键体，产生莫尔斯码控制信号，设有16种速度，从初学者到操作高手都能适用。监听音调也有16种,均可以通过功能键进行选择。可以按程序中设定好的呼号自动呼叫，设有听抄练习功能，听抄练习有短码和混合码两种模式，分别对10个数字和常用的38个混合码模拟随机取样，产生分组报码，供爱好者提高抄收水平之用，速度低4档的听抄练习是专为初学者所设，内容是时间间隔较长的单字符。设有PTT开关键，可以决定是否控制发射机工作，不需要反复通断控制线。无论当前处于呼叫状态还是听抄状态只要电键接点接通则自动转到人工发报程序。4分钟内不使用电路将自动关闭电源，只有按复位键才能重新开始工作。先按住听抄练习键复位则进入短码练习状态，其它功能不变。从开机到自动关机执行每个功能都有不同的莫尔斯码提示音。本电路具有较强的抗高低频干扰的能力和使用方便的大电流开关接口，以适应不同的发射设备。 二、硬件电路原理硬件电路如图1所示。设计电路的目的在于方便实用，以免在紧张的操作中失误，所以除了听抄练习键外其它键没有定义复用功能。各键的作用在图中已经标出。PTT控制在每次复位时处于关闭状态,每按动一次PTT功能键则改变一次状态，这样可以使用软件开关控制发射。 PTT处于控制状态时发光二极管随控制信号闪亮。考虑到自制设备及淘汰军用设备与高档设备控制电流的不同，PTT开关管采用了2SC2073，可以承受500mA的电流，同时还增加了无极性PTT开关电路，无论外部被控制的端口直流极性如何加到VT3的极性始终不变，供有兴趣的爱好者实验。应该注意，如果被控制的负载是感性，则电感两端必须并联续流二极管，除自制设备外成品机在这方面一般没有什么问题。手动键只有一个接点，接通后产生连续的音频和发射控制信号。在本电路中手动键的输入端是P1.5 ，程序不断检测P1.5电平，当按键按下时P1.5电平为0，程序转入手动键子程序。 自动键的接点分别接到P1.3和P1.4 ，同样当程序检测到有接点闭合时便自动产生“点”或“划”。音频信号从P输出，经VT1放大后推动扬声器发音。单片机的I/O口在输入状态下阻抗较高，容易受到高低频信号干扰，所以在每个输入端口和三极管的be端并联电阻和高频旁路电容，确保在较长的电键连线和大功率发射时电路工作稳定。图2是印刷电路版图，尺寸为110mmX85mm，扬声器用粘合剂直接粘接在电路版有铜箔的面。 三、软件设计方法 “点”时间长度是莫尔斯电码中的基本时间单位。按规定“划”的时间长度不小于三个“点”，同字符中“点”与“划”的间隔不小于一个“点”，字符之间不小于一个“划”，词与词之间不应小于五个“点”。在本程序中用条件转移指令来产生“点”时间长度。通过速度功能键功可以设置16种延时参数。用T0中断产生监听音频信号，并将中断设为优先级，保证在听觉上纯正悦耳。T1用于自动关机计时，如果不使用任何功能四分钟后将向PCON 位写1，单片机进入休眠状态,此时耗电量仅有几个微安。自动键的“点”或“划”以及手动键的连续发音都是子程序的反复调用。P1.2对地短接时自动呼叫可设定为另一内容。为了便于熟悉汇编语言的读者对发音内容进行修改，这里介绍发音字符的编码方法。莫尔斯码的信息与计算机中二进制恰好相同，我们可以用0表示“点”，用1表示“划”。提示音、自动呼叫、听抄内容等字符是预先按一定编码方式存储在程序中的常数。每个字符的莫尔斯码一般是由1至6位“点”、“划”组成，也就是发音次数最多6次。程序中每个字符占用1个字节，字符时间间隔不占用字节，但更长的延时或发音结束信息占用一个字节。我们用字节的低三位表示字节的性质，对于5次及5次以下发音的字符我们用存储器的高5位存储发音信息，发音顺序由高位至低位，用低3位存储发音次数，发音时将数据送入累加器A，先得到发音次数，然后使A左环移，对E0进行位寻址，判断是发“点”还是“划”，环移次数由发音次数决定。对于6次发音的字符不能完全按照上述编码规则，否则会出现信息重叠，如果是6次发音且最后一次是“划”我们把发音次数定义为111B，因为这时第6次位寻址得到的是1。如果第6次发音是“点”，那么这个字符的低三位定义为000B。字符间隔时间由程序自动产生，更长的时间隔或结束标志由字节低三位110B来定义，高半字节表示字符间隔的倍数，例如26H表示再加两倍时间间隔。如果字节为06H则表示读字符程序结束，返回主程序。更详细的内容不再赘述，读者可阅读源程序。四、使用注意事项手动键的操作难度相对大一些，时间节拍全由人掌握，其特点是发出的电码带有“人情味”。自动键的“点”、“划”靠电路产生，发音标准，容易操作，而且可以达到相当快的速度，长时间工作也不易疲劳。在干扰较大、信号微弱的条件下自动键码的辨别程度好于手动键码。初学者初次使用手动键练习发报要有老师指导，且不可我行我素，一旦养成不正确的手法则很难纠正。在电台上时常听到一些让对方难以抄收的电码，这可能会使对方反感而拒绝回答。使用自动键也应在一定的听抄基础上再去练习。在暂时找不老师的情况下可多练习听力，这对于今后能够发出标准正确的电码非常有益。
上传时间： 2013-10-31
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8/10 位精度 • 7 us, 10-位单次转换时间. • 采样缓冲放大器 • 可编程采样时间 • 左/右 对齐, 有符号/无符号结果数据 • 外部触发控制 • 转换完成中断 • 模拟输入8通道复用 • 模拟/数字输入引脚复用 • 1到8转换序列长度 • 连续转换模式 • 多通道扫描方式
上传时间： 2014-01-09
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本论文在详细研究MIL-STD-1553B数据总线协议以及参考国外芯片设计的基础上，结合目前新兴的EDA技术和大规模可编程技术，提出了一种全新的基于FPGA的1553B总线接口芯片的设计方法。 从专用芯片实现的具体功能出发，结合自顶向下的设计思想，给出了总线接口的总体设计方案，考虑到电路的具体实现对结构进行模块细化。在介绍模拟收发器模块的电路设计后，重点介绍了基于FPGA的BC、RT、MT三种类型终端设计，最终通过工作方式选择信号以及其他控制信号将此三种终端结合起来以达到通用接口的功能。同时给出其设计逻辑框图、算法流程图、引脚说明以及部分模块的仿真结果。为了资源的合理利用，对其中相当部分模块进行复用。在设计过程中采用自顶向下、码型转换中的全数字锁相环、通用异步收发器UART等关键技术。本设计使用VHDL描述，在此基础之上采用专门的综合软件对设计进行了综合优化，在FPGA芯片EP1K100上得以实现。通过验证证明该设计能够完成BC/RT/MT三种模式的工作，能处理多种消息格式的传输，并具有较强的检错能力。 最后设计了总线接口芯片测试系统，选择TMS320LF2407作为主处理器，测试主要包括主处理器的自发自收验证，加入RS232串口调试过程提高测试数据的直观性。验证的结果表明本文提出的设计方案是合理的。
上传时间： 2013-06-04
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通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART)是一种能同时支持短距离和长距离数据传输的串行通信接口，被广泛应用于微机和外设之间的数据交换。像8251、NS8250、NS16550等都是常用的UART芯片，但是这些专用的串行接口芯片的缺点是数据传输速率比较慢，难以满足高速率数据传输的场合，而更重要的就是它们都具有不可移植性，因此要利用这些芯片来实现PC机和FPGA芯片之间的通信，势必会增加接口连线的复杂程度以及降低整个系统的稳定性和有效性。 本课题就是针对UART的特点以及FPGA设计具有可移植性的优势，提出了一种基于FPGA芯片的嵌入式UART设计方法，其中主要包括状态机的描述形式以及自顶向下的设计方法，利用硬件描述语言来编制UART的各个子功能模块以及顶层模块，之后将其集成到FPGA芯片的内部，这样不仅能解决传统UART芯片的缺点而且同时也使整个系统变得更加具有紧凑性以及可靠性。 本课题所设计的LIART支持标准的RS-232C传输协议，主要设计有发送模块、接收模块、线路控制与中断仲裁模块、Modem控制模块以及两个独立的数据缓冲区FIFO模块。该模块具有可变的波特率、数据帧长度以及奇偶校验方式，还有多种中断源、中断优先级、较强的抗干扰数据接收能力以及芯片内部自诊断的能力，模块内分开的接收和发送数据缓冲寄存器能实现全双工通信。除此之外最重要的是利用IP模块复用技术设计数据缓冲区FIFO，采用两种可选择的数据缓冲模式。这样既可以应用于高速的数据传输环境，也能适合低速的数据传输场合，因此可以达到资源利用的最大化。 在具体的设计过程中，利用Synplify Pro综合工具、ModelSim仿真工具、ISE集成的软件开发环境中对各个功能模块进行综合优化、仿真验证以及下载实现。各项数据结果表明，本课题中所设计的UART满足预期设计目标。
上传时间： 2013-08-02
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SATA接口是新一代的硬盘串行接口标准，和以往的并行硬盘接口比较它具有支持热插拔、传输速率快、执行效率高的明显优势。SATA2．0是SATA的第二代标准，它规定在数据线上使用LVDS NRZ串行数据流传输数据，速率可达3Gb/s。另外，SATA2．0还具有支持NCQ（本地命令队列）、端口复用器、交错启动等一系列技术特征。正是由于以上的种种技术优点，SATA硬盘业已被广泛的使用于各种企业级和个人用户。 硬盘作为主要的信息载体之一，其信息安全问题尤其引起人们的关注。由于在加密时需要实时处理大量的数据，所以对硬盘数据的加密主要使用带有密钥的硬件加密的方式。因此将硬盘加密和SATA接口结合起来进行设计和研究，完成基于SATA2．0接口的加解密芯片系统设计具有重要的使用价值和研究价值。 本论文首先介绍了SATA2．0的总线协议，其协议体系结构包括物理层、链路层、传输层和命令层，并对系统设计中各个层次中涉及的关键问题进行了阐述。其次，本论文对ATA协议和命令进行了详细的解释和分析，并针对设计中涉及的命令和对其做出的修改进行了说明。接着，本论文对SATA2．0加解密控制芯片的系统设计进行了讲解，包括硬件平台搭建和器件选型、模块和功能划分、系统工作原理等，剖析了系统设计中的难点问题并给出解决问题的方法。然后，对系统数据通路的各个模块的设计和实现进行详尽的阐述，并给出各个模块的验证结果。最后，本文简要的介绍了验证平台搭建和测试环境、测试方法等问题，并分析测试结果。 本SATA2．0硬盘加解密接口电路在Xilinx公司的Virtex5 XC5VLX50T FPGA上进行测试，目前工作正常，性能良好，已经达到项目性能指标要求。本论文在SATA加解密控制芯片设计与实现方面的研究成果，具有通用性、可移植性，有一定的理论及经济价值。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：JIUSHICHEN
无线局域网(WLAN)是未来移动通信系统的重要组成部分。由于摆脱了有线连接的束缚，无线局域网具有移动性好、成本低以及网络传输故障少等诸多优点，得到了越来越广泛的发展与应用。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径衰落，频谱利用率高等优点，特别适合于无线环境下的高速数据传输，是高速无线局域网的首选技术之一。从IEEE802.11a，IEEE802.11g到IEEE802.1n都是以OFDM为基础。随着OFDM技术的普及以及下一代通信技术对OFDM的青睐，研究与实现应用于无线局域网的OFDM关键技术具有一定的意义。 本文首先介绍了WLAN的基本概念及相关协议标准和OFDM系统的工作原理，并描述了基于IEEE802，11a和IEEE802.11n标准的OFDM系统的数据帧结构以及系统参数。文中对OFDM传输系统的关键算法进行了详细的研究。然后以Xilinx公司的ISE10.1为软件平台，利用VHDL描述的方式，并以FPGA(现场可编程门阵列)芯片SPARTAN-3E为硬件平台，研究实现了适用于IEEE802.11a和IEEE802.11n的64点16bits复数块浮点结构的FFT模块，(2，1，7)卷积编码和维特比译码模块，以及分组检测和符号定时模块，并进行了仿真、综合、下载验证等工作。
上传时间： 2013-06-25
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基于∑-△噪声整形技术和过采样技术的数模转换器(DAC)可以可靠地把数字信号转换成为高精度的模拟信号。采用这一结构进行数模转换具有诸多优点,例如极低的失配噪声和高的可靠性,便于作为IP模块嵌入到其他芯片系统中等,更重要的是可以得到其他DAC结构所无法达到的精度和动态范围。在高精度测量、音频转换、汽车电子等领域有着广泛的应用价值。 由于非线性和不稳定性的存在,高阶∑-△调制器的设计与实现存在较大的难度。本设计综合大量文献中的经验原则和方法,首先阐述了∑-△调制器的一般原理,并讨论了一般结构调制器的设计过程,然后描述了稳定的高阶高精度调制器的设计流程。根据市场需求,设定了整个设计方案的性能指标,并据此设计了达到16bit精度和满量程输入范围的三阶128倍过采样调制器。 本设计采用∑-△结构,根据系统要求设计了量化器位数、调制器过采样比和阶数。在分析高阶单环路调制器稳定性的基础上,成功设计了六位量化三阶单环路调制器结构。在16比特的输入信号下,达到了90dB左右的信噪比。该设计已经在Cyclone系列FPGA器件下得到硬件实现和验证,并实现了实时音频验证。测试表明,该DAC模块输出信号的信噪比能满足16比特数据转换应用的分辨率要求,并具备良好的兼容性和通用性。 本设计可作为IP核广泛地在其他系统中进行复用,具有很强的应用性和一定的创新性。
上传时间： 2013-07-10
上传用户：chuandalong
随着计算机技术和通信技术的迅速发展，数字视频在信息社会中发挥着越来越重要的作用，视频传输系统已经被广泛应用于交通管理、工业监控、广播电视、银行、商场等多个领域。同时，FPGA单片规模的不断扩大，在FPGA芯片内部实现复杂的数字信号处理系统也成为现实，因此采用FPGA实现视频压缩和传输已成为一种最佳选择。 本文将视频压缩技术和光纤传输技术相结合，设计了一种基于无损压缩算法的多路数字视频光纤传输系统，系统利用时分复用和无损压缩技术，采用串行数字视频传输的方式，可在一根光纤中同时传输8路以上视频信号。系统在总体设计时，确定了基于FPGA的设计方案，采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片实现A/D转换和D/A转换，在FPGA里实现系统的时分复用/解复用、视频数据压缩/解压缩和线路码编解码，利用光收发一体模块实现电光转换和光电转换。视频压缩采用LZW无损压缩算法，用Verilog语言设计了压缩模块和解压缩模块，利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO来缓存压缩/解压缩单元的输入输出数据，光纤线路码采用CIMT码，设计了编解码模块，解码过程中，利用数字锁相环来实现发射与接收的帧同步，在ISE8.2和Modelsim仿真环境下对FPGA模块进行了功能仿真和时序仿真，并在Spartan-3E开发板和视频扩展板上完成了系统的硬件调试与验证工作，实验证明，系统工作稳定，图像清晰，实时传输效果好，可用于交通、安防、工业监控等多个领域。 本文将视频压缩和线路码编解码在FPGA里实现，利用FPGA的并行处理优势，大大提高了系统的处理速度，使系统具有集成度高、灵活性强、调试方便、抗干扰能力强、易于升级等特点。
上传时间： 2013-06-27
上传用户：几何公差
随着移动终端、多媒体、通信、图像扫描技术的发展，图像应用日益广泛，压缩编码技术对图像处理中大量数据的存储和传输至关重要。同时， FPGA单片规模的不断扩大，在FPGA芯片内实现复杂的数字信号处理系统也成为现实，因此采用FPGA实现图像压缩已成为一种必然趋势。JPEG静态图像压缩标准应用非常广泛，是图像压缩中主要的标准之一。研究JPEG图像压缩在FPGA上的实现，具有广阔的应用背景。 论文从实际工程应用出发，通过设计图像压缩的IP核，完成JPEG压缩算法在FPGA上的实现。首先阐述JPEG基本模式的压缩编码的标准，然后在设计规划过程中，采用SOC的设计思想，给出整个系统的内部结构、层次划分，对各个模块的HDL实现进行详细的描述，最后完成整体验证。方案采用了IP核复用的设计技术，基于Xilinx公司本身的IP核，进行了再次开发。在研究JPEG标准的核心算法DCT的基础上，加以改进，设计了适合器件结构的基于DA算法的DCT变换的IP核。通过结构和算法的优化，提高了速度，减少占用过多的片内资源。 设计基于Xilinx的Virtex- II系列的FPGA的硬件平台,在ISE7.1中编译综合，最后通过Modelsim仿真验证。分辨率为352×288大小的源图像，在不同的压缩等级设置下，均测试通过。仿真验证的结果表明：基于FPGA的JPEG压缩编码占用较少的硬件资源，可在较高的工作频率下运行，设计在速度和资源利用率方面达到了较优的状态，能够满足一般图像压缩的要求。 整个设计可以作为单独的JPEG编码芯片也可以作为IP核添加到其他系统中去，具有一定的使用价值。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：nairui21
正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术，具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点，适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求，将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析，指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势；然后针对OFDM中的信道估计技术，深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论，在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法，并利用Matlab做了相应的仿真比较，验证了它们的有效性。 而后，在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上，对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真，并给出了数据曲线，通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后，设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求，设定了合理的参数；然后从调制器和解调器的具体组成模块入手，对串/并转换，QPSK映射，过采样处理，插入导频，添加循环前缀，IFFT/FFT，帧同步检测等各个模块进行硬件设计，详细介绍了各个模块的设计和实现过程，并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中，针对定点运算的局限性，为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式，参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算，在系统参数允许的范围内，充分利用了有限资源，提高了系统运算精度；然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现，针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多，资源占用较大的问题，提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案，使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现，结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据，对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析，证明了设计的可行性。 综上所述，本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。
上传时间： 2013-07-25
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