【正文】 ............................................ 6 特點(diǎn)及功能 ............................................................................................... 7 第三章 硬件電路電路設(shè)計(jì) ......................................... 8 總體方案設(shè)計(jì) .............................................................................. 8 硬件電路設(shè)計(jì) .............................................................................. 9 第四章 軟件設(shè)計(jì) ................................................ 13 半雙工軟件 UART .................................................................... 13 發(fā)送子程序 ................................................................................ 14 接收子程序 ................................................................................ 17 程序設(shè)計(jì) .................................................................................... 19 測(cè)試程序 ................................................................................................ 19 音頻發(fā)送程序 ........................................................................................ 19 語(yǔ)音接收程序 ........................................................................................ 20 音頻設(shè)置 .................................................................................... 20 結(jié) 論 ........................................................ 21 參考文獻(xiàn) ....................................................... 22 致 謝 ......................................................... 23 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論信息高速公路的發(fā)展需要建立傳輸速率快、信息量大、覆蓋空間光的通信網(wǎng)路系統(tǒng)。本文介紹了大氣激光通信的原理，以及激光通信系統(tǒng)的組成等。 激光通信簡(jiǎn)介所謂激光通信, 是以激光光波為載波, 并用脈沖數(shù)字編碼來(lái)調(diào)制這一載波的通信方法激光具有擴(kuò)散小、相干性和方向性好、光束功率密度大等優(yōu)點(diǎn), 因而適合于保密通信和航天通信與無(wú)線電微波通信相比, 激光通信由于其通信容量大, 發(fā)射天線體積小，抗射頻, 抗電磁脈沖干擾以及反竊聽(tīng)性能好, 特別是抗核破壞能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而倍受軍事和航天領(lǐng)域的青睞。（3）保密性好。在國(guó)際上，美國(guó)、英國(guó)，日本、前蘇聯(lián)等國(guó)家，廣泛開(kāi)展了對(duì)激光大氣通信的深入研究。本課題便是以一種能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信的大氣激光通信系統(tǒng)為例，目的在于提供一種價(jià)格便宜、攜帶方便、同機(jī)具有激光信號(hào)發(fā)射和接收裝置。調(diào)制器是一種電光轉(zhuǎn)換器,它使輸出光束的某個(gè)參數(shù)(強(qiáng)度、頻率、相位、偏振等) 隨電信號(hào)變化,完成光的調(diào)制過(guò)程。(3) 脈沖調(diào)頻:激光脈沖隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變其疏密程度,如圖所示,信號(hào)越強(qiáng),激光脈沖就越密。光學(xué)系統(tǒng)接收到頻率為 f c 的光信號(hào)，經(jīng)濾波器和有選擇反射鏡到光混頻器的光敏面上；同時(shí)本振激光器所產(chǎn)生的頻率為 f 0 的激光通過(guò)反射鏡也反射到混頻器的光敏面上。 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 ATMEGA32 簡(jiǎn)介設(shè)置音頻傳輸需要使用兩個(gè) Mega32 芯片。端口 B(PB7..PB0) :端口 B 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 C 處于高阻狀態(tài)。端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能。不使用 ADC 時(shí)，該引腳應(yīng)直接與 VCC 連接。長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第三章 硬件電路電路設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)麥克風(fēng)連接A \ DU A R TA T M E G A 3 2端口U A R TA T M E G A 3 2D A C揚(yáng)聲器連接 連接 激 光 發(fā) 射 器激 光 接 收?qǐng)D3—1 總體方案設(shè)計(jì)圖如上圖 （a）所示，該系統(tǒng)可以發(fā)送 波特率的任意數(shù)據(jù)。這些信號(hào)是通過(guò)異步讀取的，并根據(jù)串行協(xié)議產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)，這字節(jié)在端口通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)送，最后應(yīng)用于揚(yáng)聲器。該晶體三極管在這個(gè)電路為 5V ，并根據(jù)二極管和電阻值提供適當(dāng)?shù)碾娏?。這些工作都由接收子程序和傳送子程序執(zhí)行并且實(shí)現(xiàn)的。8bits 始終跟著邏輯高（ 1 ）停止位。這種數(shù)據(jù)傳輸速率是非常重要的，其原因有兩個(gè)：它決定了通話時(shí) UART 的傳送必須保持比特值的時(shí)間，并決定 UART 的接收必須等待采樣比特之間的時(shí)間。應(yīng)當(dāng)指出的是，我們?yōu)?AVR 8bit RISC 微控制器系列用于創(chuàng)建我們的軟件UART 的許多概念是來(lái)自半雙工的小型軟件 UART 的 Atmel 應(yīng)用說(shuō)明。最后，我們有一個(gè)名為 bitt 的變量，它記錄目前我們正在發(fā)送的比特?cái)?shù)。這個(gè)子程序的流程圖可以看到如下：長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 開(kāi)始 b i t c n t = 9 + s b顛倒 t x b y t e c a r r y = 1 c a r r y = ？P O R T D . 0 P O R T D . 1延遲到 u s （ b a u d n u m ） c a r r y = t x b y t e 的 L S BT x b y t e 右移一位 b i t c n t 遞減 b i t c n t = 0 ？返回Y e s01N o長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 4—1 put 子程序流程圖 接收子程序?yàn)榱藦拇袛?shù)據(jù)鏈路接收數(shù)據(jù)字節(jié)，我們制定了一個(gè)子程序稱為接收子程序。因此，子程序只能執(zhí)行一次已被檢測(cè)的啟動(dòng)位（因此程序必須要在收到開(kāi)始位前被設(shè)定）開(kāi)始位被檢測(cè)，我們?nèi)缓笥弥噶?delay_us （ halfbaudnum ）延遲半位到啟動(dòng)位的中間，此時(shí)，我們進(jìn)入一個(gè) while 循環(huán)直到 bitt 達(dá)到 1。該程序傳輸音頻被稱為音頻發(fā)送程序，它包括發(fā)送子程序。我們的測(cè)試程序是用此程序安裝 2 個(gè) ATMega32。兩個(gè)中斷都參與了這一過(guò)程：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷和 ADC 轉(zhuǎn)換完成中斷。分別完成定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 的初始化、ADC 寄存器，并說(shuō)明 1 停止位的使用后，我們進(jìn)入了無(wú)限的 while 循環(huán)。其中一個(gè)芯片由發(fā)射機(jī)代碼音頻程序編程， ADC 輸入引腳（ ）連接到麥克風(fēng)電路，并且通過(guò)軟件異步傳輸引腳（ ）連接到激光發(fā)射器電路。當(dāng)我們測(cè)試我們的系統(tǒng)看它是否能夠跨室操作時(shí)，然而一旦有人穿過(guò)激光束時(shí)傳輸便中斷。郭麗紅。在此一并表示由衷的感謝！由于本人知識(shí)水平有限，本設(shè)計(jì)難免會(huì)出現(xiàn)不妥之處，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)批評(píng)指正，我會(huì)在以后的工作和學(xué)習(xí)中完善自己。在本文的工作期間，導(dǎo)師對(duì)我的嚴(yán)格要求和熱誠(chéng)關(guān)懷使我無(wú)論在知識(shí)的學(xué)習(xí)上還是在認(rèn)識(shí)的視野上都收獲良多。因此我們要盡力向?qū)嶒?yàn)室中的每個(gè)人強(qiáng)調(diào)其危險(xiǎn)性，以確保沒(méi)有人為了研究激光束時(shí)發(fā)生意外。最后，如果采樣率是 3 千赫，那么 kbps 的速度就足夠快的把電壓值傳送給我們，所以最終，