【正文】 第 1 章 緒論 對講機前景 在手機非常普及的今天，為什么人們還會選擇對講機呢？存在必合理！與手機相比，對講機不受網絡的限制，在網絡不能覆蓋的地方，對講機可以讓你輕松的溝通；另外對講機提供了一對一，一對多的通話方式，一按就說，操作十分簡單，令溝通更自由，尤其在緊急調度和集體協(xié)作工作的情況下，這些特點是非常重要的。隨著對講機進入民用市場，人們外出旅游、購物也開始越來越多地使用對講機。對講機的主要包括家庭無線服務 (FRS)對講機，個人移動無線 (PMR)對講機以及陸基移動無線 (LMR)對講機。為了能夠將實時性強、數(shù)據(jù)容量大的數(shù)字語音可靠、有效地傳遞到千家萬戶 ， 信道的選擇又是一個非常重要的環(huán)節(jié)。目前高壓縮率的語音編碼有各種形式 ,其波特率在2kbps～ 32 kbps 之間 ， 采用線性預測編碼 (LPC) 可以實現(xiàn) 2. 0kbps,其語音質量的 MOS值大約為 2. 5 (標準 PCM 為 4. 3)。其目的是可以滿足電力線帶 寬小 ， 傳輸芯片低波特率的要求 ， 還可以利用時分復用原理實現(xiàn)全雙工對講通信 ； 其二 ： 選擇具有較高波特率、內置了信號處理電路、采用擴頻通信技術以及可以進行半雙工通信的電力線載波芯片。 5 第 2 章 總體設計及原理 系統(tǒng)總體論證 在本次設計過程中，主要設計電力載波數(shù)字對講系統(tǒng)，基于惡劣電力網環(huán)境的低壓電力載波技術得到充分的應用，同時應用單片機進行人機交互的控制。其中AD73311 是 A— DI 公司的一種聲碼器芯片，將 A/D 轉換和 D/A 轉換集于一身，而用 AD73311來構成電路設計的采樣和模數(shù)轉換及數(shù)模轉換，而它的采樣速率可以達到 32KHZ。就其分析結果如下 ： 在方案一中對語音轉換采用 A/D轉換芯片，同時對對方送來的數(shù)字信號進行 D/A轉換芯片，采用兩塊芯片。所以方案二也采用一塊芯片，雙口 RAM，這樣不但給硬件部分帶來很多方便，而且給軟件方面尤其是單片機識別地址過程中更是方便。并由雙口 RAM 將其數(shù)據(jù)存儲后等待下單片機 2的響應，在完成這些后，采用異步串行通信方式 3 與擴頻通信芯片 SC1128 進行半雙工通信，再送到電力接口電路，經過耦合、放大、濾波送至低壓電力線上，而在此耦合過程中，發(fā)送和接收共用一個耦合變壓器。既可實現(xiàn)所有用戶的點對點的通信和廣播通信。 （ 1）速率多，語音音質高：具有 、 、 、 、 、 、 和 八種壓縮速率。 （ 3）芯片內集成卷積 編碼器 和 Viterbi 譯碼器。 （ 7）串行信道接口可設置為主動和被動方式，傳輸數(shù)據(jù)可設置成幀結構或非幀結構。對 AMBE2000 編 /解碼器接口的時間控制是完全異步的。本系統(tǒng)采用 AMBE2000 并且 A/DD/A 芯片采用 16bit 線性采樣的 AD73311 就是為了與原先設計的一套基于 AMBE1000 的話音系統(tǒng)保持兼容性。第二部分是數(shù)據(jù)字 ,共有 12 個字 ,也即 192bit 數(shù)據(jù) ,壓縮率不同其中的有效數(shù)據(jù)位是不 同 的 ,當選擇最低語音速率 2. 0kbps時 ,真正的有效數(shù)據(jù)位只有后 40 位 ,其余均為 0碼 ； 因此 ,在實際通信過程中只需傳輸有效數(shù)據(jù)位 ,在接收端解壓縮時 ,用單片機補齊與發(fā)送端相同的格式字剩余的全 0 數(shù)據(jù)位 ,然后再將所組成的 24 個字送入 AMBE2000 解碼端 ,即可正常解壓縮。為保障信號傳輸?shù)膶崟r性和系統(tǒng)的可開發(fā)性 ,壓縮語音數(shù)據(jù)包向電力載波芯片的傳輸用另一塊單片機完成。為了實現(xiàn)時分雙工 (TDD) 和正確的解壓縮 ,從 AMBE2000 輸出的壓縮數(shù)據(jù)包傳遞到對方 AMBE2000 的整個時間不能超過 10ms ,因而 ,對兩個單片機的兩次數(shù) 據(jù)的存取都有嚴格的時間要求 ,即通信波特率不能太小 ,應該盡量讓單片機 (1)能在最短的時間取出壓縮語音數(shù)據(jù)包 ,這樣就可以保證單片機 ( 2) 在剩余時間傳輸壓縮包所需的通信波特率能滿足電力載波芯片的要求。由于采用了直接序列擴頻、數(shù)字信號處理、直接數(shù)字頻率合成等新技術，因此該電路應用在 電力線通信方面具有較強的抗干擾及抗衰減性能。其 功能特點： ?直接序列擴頻技術，抗干擾能力強； ?發(fā)射信號分為兩種形式輸出：一種是經 D/A 轉換器后正弦緩沖器輸出，諧波成 份少；另一種以高壓開漏緩沖器輸出，應用成本低； ?輸入信號放大器，對輸入信號進行前置放大； ?內置看門狗電路，監(jiān)視系統(tǒng)程序的工作狀態(tài)； 11 ?內置電壓監(jiān)測器，監(jiān)視電源電壓的變化，并及時向系統(tǒng)發(fā)出報警信號； ?內置電子表電路（ 24小時制），滿足對不同時間段記費率的要求（支持掉電工作）； ?內置串行半雙工同步傳輸通信接口 ,方便與 MCU 之間的控制命令和數(shù)據(jù)交換； ?63 位擴頻碼 , 數(shù)據(jù)速率典型值為 ； ?捕獲門限值從 200～ 6290 由軟件設定； ?內置 64 X 8 SRAM 存儲器（支持掉電工作），為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)暫存； ?提供 QFP44 線封裝形式（ LQFP44PIN）； ?單 +5伏電壓工作； SC1128 芯片的工作原理和封裝說明 SC1128 的內部邏輯框圖 圖 4－ 1 SC1128 的內部邏輯框圖 12 SC1128 芯片引腳圖： 圖 4－ 2 SC1128 芯片引腳圖 SC1128 的電特性指標 (VDD=5V， TA=工作環(huán)境溫度 ) 名 稱 符號 條 件 20≤ TA≤ 85℃ ) 規(guī) 范 值 單 位 最小 最大 V 輸出高電平 VOH IOH=20μ A VIH = VIL= IOH= VIH = VIL= 輸出低電平 VOL IOH=20μ A VIH = VIL= IOH= VIH = VIL= 輸入高電平 VIH VOUT= 或 輸 入低電平 VIL VOUT= 或 輸入漏電流 II VI=VDD或 GND 177。在使用中要保持浮空狀態(tài)。 33 SPLDOG 看門狗輸入端。否則，輸出 1/3 占空比的復位脈沖。 36 SR 發(fā)射／接收控制端。 靜態(tài)電源電流1 IDD VI=VDD或 GND， IO＜ 10μ A 3 10 輸入電容 CI1) TA =25℃ 10 PF 輸出電容 CO1) 10 工作頻率 FT 外接晶體 8 36 MHz 14 38 TX 發(fā)射／接收數(shù)據(jù)端（雙向端口） 39 LINE 設置數(shù)據(jù)及狀態(tài)的輸入／輸出端（雙向端口） 40 SETCLK 同步設置時鐘輸入端（ MCU 對本電路設置） 41 CS 設置片選輸入端（ MCU 對本電路設置） 42 NC 無連接。 MCU 對 SC1128 芯片的設置（讀或寫）是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式即每次讀或寫都是由兩個字節(jié)（控制字和數(shù)據(jù)位）完成的，其格式說明如 圖 1－ 3： 圖 4－ 3 MCU電路 的設置示意圖 MCU對電路設置（讀或寫）時要向電路的 CS端給出低電平，再向電路發(fā)出同步脈沖 SETCLK，在同步脈沖的控制下首先向 LINE 端串行給出 8 位控制字，即先由高到底分別給出六位（ A5～A0）地址，再給出讀／寫控制位（第七位）和空操作位（第八位）；然后再給出 8 位數(shù)據(jù)。另四個字節(jié)分別是保留寄存器、工作狀態(tài)寄存器、內部電子表的低八位和高八位。 MCU 對工作狀態(tài)寄存器讀／寫： 工作狀態(tài)寄存器（地址： 111101）的每一位分別控制著電路不同的工作狀態(tài)，具體格式如圖 1－ 4： 圖 4－ 4 工作狀態(tài)寄存器示意圖 對工作狀態(tài)寄存器的設置可以得到多種工作狀態(tài)。在使用中可根據(jù)通信環(huán)境的實際情況來選擇不同的捕獲門限值以達到比較好的通信效果。特別需要注意的是寫入電子表的數(shù)值是以兩秒為增量值計時的 。 例如從電子表內讀出的數(shù)值是 10101000（ 高八位）和 10111111（低八位），換算成十進制等于 43199，再將 43199 乘 2 得到 86398，再將 86398 換算成 24 小時制就得到 23 小時 59分 58 秒。 MCU 對電路的讀寫時序如圖 1－ 5： 圖 4－ 5 MCU 對電路的寫時序（波形圖） 18 圖 4－ 6 MCU 對電路的讀時序（波形圖） 注釋 1：電路的 LINE 端為雙向端口，當 MCU 給出的 8位控制字中的第七位（讀／寫控制位）為 0（讀操作）時，電路在 SETCLK 的第七位下跳沿將把 LINE 端由輸入狀態(tài)變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)，因此在 MCU 對電路進行讀操作時一定要在第七位的下跳沿之前將 MCU 輸出端（對應電 路的 LINE 端子）改為輸入狀態(tài)，否則將出現(xiàn) MCU 與 LINE 端輸出沖突。 發(fā)射和接收時序： 發(fā)射或接收 數(shù)據(jù)是通過 SR（發(fā)射／接收控制端 — 第 36 腳）、 TX（發(fā)射／接收數(shù)據(jù)端 — 第38 腳）和 SYN（發(fā)射／接收同步脈沖端 — 第 37 腳）三個端進行的。具體時序見下圖 1－ 7： 圖 4－ 7 19 接收狀態(tài) ：當 SR=0，電路 處于接收態(tài)， SYN(第 37 腳 )端不會立刻輸出同步脈沖，只有當電路接收到的數(shù)據(jù)與本電路“同步”之后， SYN 端才能輸出同步脈沖。 圖 4－ 8 SC1128 的檢測功能 系統(tǒng)監(jiān)測（看門狗）： 相關引腳 SPLDOG(第 33 腳 )和 DOGOUT(第 34 腳 )。 電源監(jiān)測 : 相關引腳 POWIN 和 POWALM SC1128 電源監(jiān)測部分是由電壓監(jiān)測器電路組成。 20 第 5 章 電力線接口電路的設計 其具體電路組成如圖 6 所示。 圖 51 電力線接口電路框圖 第 6 章 通信協(xié)議 6. 1 硬件協(xié)議 單片機 1 與 AMBE2000 的通信采用串行口方式 0 ,波特率為 1Mbps。 發(fā) 送 壓 縮 包 存 儲 區(qū) 0000H 發(fā)送壓縮包讀 寫完畢標志位 T 說明 : 1. 為了使兩塊單 片機的收發(fā)狀態(tài)協(xié)調統(tǒng)一 ,需共用一個標志位 ,分別取發(fā)送和接收壓縮包存儲區(qū)的第一個單元 。 3. 對于接收區(qū) ,當 立即數(shù)為 01H 時 ,接收壓縮包存儲完畢 ,對應 R邏輯置 1 。本系統(tǒng) 8051 22 單片機采用雙列直插式 40 引腳封裝結構，其引腳按功能共可分為端口線、電源線和控制線三類。但也有一些單片機內部不帶 ROM／ EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。 （ 5） 兩個定時器／計數(shù)器，每個定時器／計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結果實現(xiàn)計算機控制。 （ 7） 一個全雙工 UART（通用異步接 收發(fā)送器）的串行 I／ O 口，用于實現(xiàn)單片機之間或單機與微機之間的串行通信。 23 結 論 本次設計是在總結了所學專業(yè)知識的基礎上完成的。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 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