【正文】 Keil 8051 開發(fā)工具旨在解決嵌入式軟件開發(fā)商面臨的復(fù)雜問題。 對講機(jī)的基本原理 發(fā)射部分： 鎖相環(huán)和壓控振蕩器（ VCO）產(chǎn)生發(fā)射的射頻 (300KHz～ 30GHz)載波信號，經(jīng)過緩沖放大，激勵(lì)放大、功放，產(chǎn)生額定的射頻功率，經(jīng)過天線低通濾圖 7 kile 工具及相互接口 基于 FX224 的手持對講機(jī)設(shè)計(jì) 第 10 頁 （ 共 31 頁 ） 波器，抑制諧波成分，然后通過 天線發(fā)射出去。 )信號經(jīng)過放大調(diào)整，進(jìn)入壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)制?；?FX224 的手持對講機(jī)設(shè)計(jì) 第 12 頁 （ 共 31 頁 ） 第 3 章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 硬件涉及到 803l單片機(jī)、 FX224加密芯片、信號發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和低通濾波器。單穩(wěn)電路的脈沖寬度則略小于該濾波電路，故在電阻選擇上采用較小值。完成 K次計(jì)數(shù)后，計(jì)數(shù)器溢出，圖 10 低通濾波與單穩(wěn)態(tài)電路模塊 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第 15 頁（共 31 頁） 觸發(fā)中斷 T101，在中斷服務(wù)程序中，先設(shè)定一定時(shí)間的延時(shí)，再清 P0． 5口，信號發(fā)生器停止工作，然后啟動(dòng)密鑰生成子程序，生成的密鑰經(jīng) P0． 0～ PO． 4口送往 FX224，實(shí)現(xiàn)語音的加密。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 本章小結(jié) 本章主要是講述了對于各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)，其中主要是 同步信號產(chǎn)生 模塊、無線收發(fā)模塊、 同步信號濾波 模塊、 單穩(wěn)態(tài)電路 模塊。本設(shè)計(jì)采用的方式主要是移位滾動(dòng)加密。 步驟二 分別對各模塊進(jìn)行分快仿真以驗(yàn)證其是否滿足設(shè)計(jì)要求。密匙生成采用左移方式，密匙的最終變化來源于 A0 位的數(shù)值變化。還有在硬件設(shè)計(jì)是由于前期將單穩(wěn)態(tài)電路的特征頻率調(diào)的過低使得無輸出波形，后來經(jīng)過反復(fù)計(jì)算才找到合適的參數(shù)。老師在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的 每個(gè)階段都給予了我悉心的指導(dǎo)。 int k=7。 void delay(unsigned int z) //延時(shí)子程序 { unsigned int x,y。j=L。 ET1=1。 TL1=0xF5。 flag=0。 TH0=0x63。 i=0。 start()。 //計(jì)時(shí) 秒 TH1=0xFF。 EA=1。 for(i=1。 TR1=1。 m=n1。x0。 sbit con=P0^6。然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下電子專業(yè)知識的基礎(chǔ)。同時(shí)由于密匙生成程序的改動(dòng)非常容易，便于用戶依據(jù)需要進(jìn)行改動(dòng)。軟 硬件調(diào)試 方法，及問題的分析與解決 。 所遇問題及解決發(fā)案 同步要求中所遇問題還考慮到以下兩種情況：①通信的兩電臺(tái)都由關(guān)機(jī)狀態(tài)開機(jī)，這種情況下，二者都發(fā)送同步信號，由各自計(jì)數(shù)中斷系統(tǒng)啟動(dòng)密鑰子程序，實(shí)現(xiàn)同步；②通信電臺(tái)中一電臺(tái)停機(jī)后又開機(jī)，這種情況下，系統(tǒng)必須重新同步。最后本章還說明了 單片機(jī)主要 的引腳分配。 89C單片機(jī)為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。參數(shù)選擇上以 280Hz 為標(biāo)準(zhǔn)： L=10mH， C6=50uF， C7=100uF。對方電臺(tái)接收到同步信號時(shí)，經(jīng)過低通濾波器 (通帶上、下限頻率為 295Hz和 255Hz)，驗(yàn)證接收到的信號是否為同步信號。 對講機(jī)模塊（電臺(tái)模塊） 如圖 9， Q1高頻管的集電集到發(fā)射極接有 C4正反饋 電容 ，這個(gè)正反饋信號會(huì)使用電路產(chǎn)生高頻振蕩，同時(shí)，由于 天線 會(huì)接收到空中的 電磁波 ，并通過 L加到 T1，使得Q1能根據(jù)空間電磁波的變化而震蕩也發(fā)生變化，起到靈敏度極高的 超再生 檢波 作用。即如果與預(yù)置值相同，則打開揚(yáng)聲器，若不同，則關(guān)閉揚(yáng)聲器。第一中頻信號通過晶體濾波器進(jìn)一步消除鄰道的雜波信號。 2. 包含大量的例程，幫助你著手使用最流行的嵌入式 8051 設(shè)備。選擇合適的 就可以實(shí)現(xiàn)完全解密，恢復(fù)原信號。加密時(shí)， FX224 首先按照其 ROM 收到的地址碼，選擇設(shè)定相應(yīng)的頻帶分割點(diǎn)以及對應(yīng)的高、低子帶載頻，然后通過使用截止頻率 (一 3 dB)為 2 700Hz 的低通濾波器及截止頻率 (一 3西 )為 2 900 Hz 的低通濾波器將輸入的話音信號分割為高、低兩個(gè)子帶信號，再用所對應(yīng)的高、低子帶載頻調(diào)制每個(gè)子帶，進(jìn)行頻率倒相，最后再合成輸出，從而完成話音信號的加密。采用低功耗 CMOS 工藝， 有多個(gè)可連續(xù)變動(dòng)的可變分離頻帶（ VSB），具有密鑰多、保密度高、音質(zhì)好，插入損耗為 0 dB，話音恢復(fù)質(zhì)量相當(dāng)優(yōu)良，失真極小， FX224還具有省電 / 工作模式，保密 / 普通模式、這幾種模式均為可選模式并可切換，使得FX224 的應(yīng)用更為靈活方便。 單片機(jī) FX224 對講機(jī) 同步電路 控制信號 語音信號 圖 2 微處理型式應(yīng)用框圖 緒論 第 5 頁（共 31 頁） 論文的結(jié)構(gòu)安排 本文基于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程與要求，將論文分為五章。在微處理機(jī)模式中，密鑰的變換可達(dá)每分鐘連續(xù)變化 1 000 次以上，這種加密方法稱為滾動(dòng)式加密，根據(jù)不同的算法，密鑰的變化可達(dá)無窮，這種滾動(dòng)式加密的保密性能極好，國外的不少電臺(tái)就采用了這種加密方法 ?？勺兎指铑l帶加密技術(shù)的應(yīng)用，使得頻帶的分割點(diǎn)可以不斷變化，加密的密鑰可以程序控制，因而更加難以破解，從而可大大增強(qiáng)通信的安全性。車載臺(tái)也可以納入對講機(jī)的使用范疇 現(xiàn)代通信中，通信的保密性已經(jīng)成為 — 項(xiàng)基本的要求 ，如今國內(nèi) 對講機(jī)大多有CTCSS、 DTCSS 等私密功能，一般來講，當(dāng)對講機(jī)設(shè)置這些私密功能后，不了解所用私線碼是無法聽到通話內(nèi)容的，但這并非是真正意義上的語音保密。 Norm Woodland 和 Bemard Silver 的想法是利用 Kermode和 YOung 的垂直的“條”和“空”，并使之彎曲成環(huán)狀，非常象射箭的靶子。經(jīng)過仔細(xì)的論證和設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到任務(wù)書的要求。 rolling encryption。 評審意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 XI 長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評語 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 評閱教師 職 稱 評閱日期 評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。 解決思路 系統(tǒng)開機(jī)時(shí)，單片機(jī)經(jīng) P0． 5口發(fā)送控制電平” 1”至信號發(fā)生器，啟動(dòng)信號發(fā)生器，產(chǎn)生 280Hz的正弦信號，經(jīng)過發(fā)送話音輸出口送 往電臺(tái)，該信號能夠通過電臺(tái)的音頻通路。其中模擬加密技術(shù)因其加密的原理相對簡單、加密的實(shí)現(xiàn)相對容易，在通信系統(tǒng)的話音加密方面一直得到廣泛應(yīng)用。通信系統(tǒng)的加密技術(shù)主要分為數(shù)字加密和模擬加密兩種。 5．畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的目標(biāo)及具體要求 [1] 選題背景； [2] 方案論證； V [3] 過程論述： ① 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)及各單元電路的設(shè)計(jì)，包括發(fā)送電路（加密電路）、接收電路（解密電路）、偽隨機(jī)碼產(chǎn)生電路； ② 重點(diǎn)說明加密、解密電路的工作原理。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。隨著對講機(jī)進(jìn)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(jī)?？勺兎指铑l帶加密技術(shù)的應(yīng)用，使得頻帶的分割點(diǎn)可以不斷變化，加密的密鑰可以程序控制，因而更加難以破解，從而可大大增強(qiáng)通信的安全性?？勺兎指铑l帶加密技術(shù)的應(yīng)用，使得頻帶的分割點(diǎn)可以不斷變化，加密的密鑰可以程序控制，因而更加難以破解，從而可大大增強(qiáng)通信的安全性。沒有發(fā)射同步信號時(shí)，由于存在單頻干擾 (含人為跟蹤干擾，或系統(tǒng)內(nèi)其他電臺(tái)的干擾 )，這種單頻落在同步信號頻隙內(nèi)，就有可能被認(rèn)為是接收到同步信號，形成虛警；同時(shí)，在有同步信號時(shí)，由于干擾抵消了有用信號，也可能引起同步信號的漏檢或失誤。主要介紹加密，解密原理以及密鑰的生成方式，并根據(jù)實(shí)際情況提出了合理的同步方案，有效地解決了對講機(jī)在加密通話時(shí)的同步問題。 國內(nèi)對講機(jī)多采用固定分割頻加密信號，加密簡單容易破解。一位名叫 John Kermode 性格古怪的發(fā)明家“異想天開”地想對郵政單據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分檢，那時(shí)候?qū)﹄娮蛹夹g(shù)應(yīng)用方面的每一個(gè)設(shè)想都使人感到非常新奇。今天很少能找到?jīng)]有直接接觸過即快又準(zhǔn)的對講機(jī)技術(shù)的公司或個(gè)人。 所以研究更為安全便捷的保密方式是有必要的。 單片模式是指采用單片 FX224 完成話音保密工作， 圖 1為單片模式的典型應(yīng)用， FX224 的外圍電路十分簡單。 所以本次設(shè)計(jì)主要基于對 FX224 加密方式的了解，通過單片機(jī)控制并實(shí)現(xiàn)密碼的滾動(dòng)產(chǎn)生，其中最主要的是兩對講機(jī)間的密碼同步問題。 第 3 章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 本章介紹本課題硬件系統(tǒng)各部分電路的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)，講述了各模塊的功能。 FX224 芯片采用 1 MHz 時(shí)鐘振蕩器，其引腳如圖所示。 經(jīng)過低通以后輸出。 Keilc 開發(fā)軟件 支持 8051 微控制器體系結(jié)構(gòu)的 Keil 開發(fā)工具，適合每個(gè)階段的開發(fā)人員，不管是專業(yè)的應(yīng)用工程師，還是剛學(xué)習(xí)嵌入式軟件開發(fā)的學(xué)生。模擬幫助你了解硬件配置，避免在安裝問題上浪費(fèi)時(shí)間。 調(diào)制信號及調(diào)制電路：人的話音通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成音頻的電信號，音頻信號通過放大電路、預(yù)加重電路及帶通濾波器進(jìn)入壓控振蕩器直接進(jìn)行調(diào)制。 公眾對講機(jī)是指：發(fā)射功率不大于 ，工作于指定頻率的無 線對講機(jī)，其無線電發(fā)射頻率、功率等射頻技術(shù)指標(biāo)須符合下列要求： 工作頻率（ .9000 。 當(dāng)需要講話時(shí)，請接下“收”開關(guān)，這時(shí)， SP喇叭原本是接在輸出發(fā)聲的，現(xiàn)在變成了當(dāng)作 話筒 來拾取音頻信號了， SP的音圈隨著聲音的振動(dòng)感應(yīng) 出微弱的電信號經(jīng)過 Q2放大，再經(jīng)過經(jīng) Q3推動(dòng)、 Q Q5功率放大后加到了 Q1的集電集， Q1的集電極電壓會(huì)隨著聲音的變化而變化，經(jīng)過，導(dǎo)致了 Q1的高頻振蕩信號 幅射 到空音的強(qiáng)弱也在隨 — 4 T1 信號發(fā)生器 FX224 低通濾波 單穩(wěn)態(tài)電路 對講機(jī) 發(fā)送語音輸入 發(fā)送語音輸出 電臺(tái)收發(fā)轉(zhuǎn)換 接收話音輸出 接收話音輸入 圖 8 硬件連接關(guān)系圖 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第 13 頁（共 31 頁） 聲音變化而變化，這時(shí)本機(jī)就相當(dāng)于是一個(gè)小小的無線 發(fā)射臺(tái) 了。信號發(fā)生器輸出信號頻率的選擇還避免了工業(yè)電 (50Hz)的周期性同步脈沖影響。 其電路圖如下 圖 11 低通濾波電路與單穩(wěn)態(tài)電路仿真結(jié)果 基于 FX224 的手持對講機(jī)設(shè)計(jì) 第 16 頁 （ 共 31 頁 ） 該單元最終與 FX224 信號輸出線與之后連至對講機(jī)的發(fā)送單元 。 設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用的端口列表： 圖 12 同步信號發(fā)生模塊 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第 17 頁（共 31 頁） 表 1 設(shè)計(jì)中單片機(jī)各主要引腳介紹 端口 作用 連接點(diǎn) P0^0~P0^4 作為 FX224 的密匙選擇輸入 FX224 的 A0~A4 口 P0^5 作為同步信號發(fā)生器的使能輸出 作為同步信號發(fā)射電路 pnp 管的電壓源 P0^6 作為 FX224 直通 /加密選擇端口 連接 FX224 的第 9引腳（ CLR）控制加密或直通 P3^5 T1 中斷輸入口，作為計(jì)數(shù)脈沖輸入端 連接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端口 相對應(yīng)的 FX224 接口列表： 表 2 FX224 相應(yīng)接口連接 端口 作用 連接點(diǎn) XTAL/CLOCK 時(shí)鐘 /震蕩器輸入 由單片機(jī) ALE 經(jīng)由74HC04 反向后輸入 A0~A4 ROM地址碼編程輸入端 連接單片機(jī)的 ~端 Rx/Tx 接收 /發(fā)送（低有效）通道選擇。其流程圖如圖 13 所示。并且通過對計(jì)數(shù)時(shí)間的限制（定時(shí)器中斷 0）防止重復(fù)計(jì)數(shù)的產(chǎn)生。還有就是對講機(jī)的同步也有一定難度?；趩纹瑱C(jī)的滾動(dòng)加密電臺(tái)設(shè)計(jì) [J].山東：海軍航空工程學(xué)院 ,電子工程系， 20xx [7] 譚浩強(qiáng) .C程序設(shè)計(jì) [M].北京：清華大學(xué)出版社， 1999 . [8] Victor Zue, Ron Cole, amp。附錄 第 27 頁（共 31 頁 ） 附 錄 主程序及中斷控制密匙生成程序 include include //include unsigned char a[5]。 sbit key_3=P0^2。y)。 flag=0。 TH0=0x63。 i=0。 TR1=1。 for(i=1。 TH1=0xF