【正文】 ）后，可先使用Timer A定時將第一次采樣時刻設置在碼元的（中心）處。這樣有助于系統(tǒng)由捕捉態(tài)快速進入跟蹤態(tài)，提高系統(tǒng)的適應能力。判斷同步的標準可以設定為采樣時鐘在碼元中心左右（為位同步跟蹤誤差）時，可以認為位同步，否則是沒有完成位同步，需要重新捕獲和跟蹤。的取值根據(jù)系統(tǒng)對同步跟蹤的誤差要求，如果太小，則對同步跟蹤的要求條件很嚴格，同步的時鐘需要多次調(diào)整，如果太大，則會引起同步時鐘的抖動過大。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率和實驗測試情況，的取值 (5)圖13 位同步判定時鐘調(diào)整并不是捕獲到每一次跳變沿都要進行時鐘調(diào)整。實際測試證明每接收8bit進行一次位同步是可以保持較好的同步狀態(tài)的。設置一個位同步計數(shù)器SCOUNT。每完成一次位同步，SCOUNT加1；每丟失一次位同步則SCOUNT減1。如果連續(xù)完成8次位同步，則進入同步跟蹤狀態(tài)。如果0SCOUNT8,則此時進入準同步狀態(tài)，但可以不進行時鐘調(diào)整（本系統(tǒng)設計是每次都需要時鐘調(diào)整）；如果SCOUNT=0，則進入捕獲態(tài)，需要重新進行位同步時鐘調(diào)整。其狀態(tài)轉換圖如下：圖 13 位同步的狀態(tài)轉換圖因為接收信號為曼徹斯特碼，則只需要對發(fā)生在原碼元中央的跳變進行時鐘調(diào)整。發(fā)生在其他地方的跳變沿不予采用，這個過程可以通過判別采樣時刻到該跳變沿之間的時間長度D，和曼徹斯特碼碼元寬度M之間的關系來識別。如果DM則該跳變沿不是發(fā)生在原碼元中間，反之則是發(fā)生在原碼元中間。如上文所述，在單片機時鐘頻率為8MHz，碼率為1Kbps時，曼徹斯特碼的采樣時鐘頻率為2KHz，脈沖寬度為500ms。如果位同步，則采樣時刻到曼徹斯特碼的中心跳變沿時間長度應為250ms，即TB的計數(shù)值CCR0為脈沖寬度的一半。 (6)圖14給出實驗中捕獲中斷讀出的TB_CCR0的值。從圖中可以看出，同步時鐘的采樣點逐漸收斂于碼元中心，并在以后的接收中實現(xiàn)了跟蹤，完成了良好的同步。同步跟蹤的瞬時最大誤差 (7)圖14 位同步跟蹤的誤差分析本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸格式為[8]：同步時鐘，即兩個字節(jié)0xFF經(jīng)過曼徹斯特編碼后，輸出波形為16個方波，便于進行碼元速率（波特率）的測量和位同步的捕獲。同步頭采用七位巴克碼，即11110010，作為幀同步標志。ID號在多點通信中由于標識接收機的序號。數(shù)據(jù)包包含要傳輸?shù)男畔?，采用定長數(shù)據(jù)包格式10個字節(jié)。校驗字節(jié)是16位CRC校驗碼，用于檢測是否發(fā)生差錯。這里還設置了結束標志“@@”，以標識數(shù)據(jù)傳輸完畢。接收端采用幀同步碼的移位法來尋找?guī)叫盘?。其實現(xiàn)方法為：在單片機里設置16bit移位寄存器，幀同步狀態(tài)位SYNC_FLAG，標志系統(tǒng)的同步狀態(tài)。單片機最開始將接收的碼元移入SYNC寄存器，并且判斷是否是同步頭0xF2。如果不是繼續(xù)移入下一位碼元。如果是同步頭則令幀同步狀態(tài)位SYNC_FLAG為1，并且以此為起點，將接收到的碼元，按每16位（一個字節(jié)經(jīng)過曼徹斯特編碼后變?yōu)閮蓚€字節(jié)）存入接收緩存中，直到接收到結束標志“@@”。數(shù)據(jù)接收完成后，對其進行曼徹斯特解碼，解碼方法如上文所述。將本次接收的數(shù)據(jù)進行CRC校驗，并與接收的CRC校驗字進行比較，如果一致則輸出到LCD顯示，如果不一樣則丟棄這一幀。在接收新的數(shù)據(jù)之前，復位相關的寄存器和標志位，為下一次接收做準備。在數(shù)字信息傳輸中，幀同步信號是一些特定的碼組，這種幀同步碼組通常是在某段時間集中插入信息碼流。考慮到時間位置的確定，要在建立了各碼元的正確時間關系后才有能實現(xiàn)，所以幀同步一般是在位同步的基礎上實現(xiàn)。幀同步的方法主要有集中插入法和分集插入法。本系統(tǒng)接收機使用的是集中插入特殊碼元的幀同步方法。集中插入就是把特殊的幀同步碼組集中插在一幀的特定位置（一般是一幀的開始）。接收端一旦檢測到這個特定碼組就確定了幀的起始位置，從而獲得幀同步。此種方法可以迅速糾正幀失步，即一旦幀失步，只要在下一幀同步碼就能恢復幀同步。 幀同步對系統(tǒng)的要求：1．同步的捕捉（同步建立）時間要短， 2. 在一定的同步引入時間要求下，幀同步信號占用的碼組長度應越短越好。3. 同步系統(tǒng)的工作要穩(wěn)定可靠，一旦建立同步狀態(tài)后，系統(tǒng)不應因信道的正常誤碼而失步，即幀同步系統(tǒng)應具有一定的抗干擾能力，能識別假失步和避免偽同步。數(shù)字信號在傳輸過程中總會出現(xiàn)誤碼而影響同步。一種是由信道噪聲等原因引起的隨機誤碼。此類誤碼造成幀同步碼的丟失往往是一種假失步現(xiàn)象。因此，一般規(guī)定幀同步信號丟失的時間超過一定限度時，才宣布幀同步態(tài)丟失，然后開始新的同步搜索（捕捉態(tài)）。這段時間稱作前方保護時間。然而，無論選用何種幀同步碼型，信息碼流中都有可能出現(xiàn)與幀同步碼圖案相同的碼組，即偽同步碼。所以也不能一經(jīng)發(fā)現(xiàn)符合幀同步碼組的信號就進入同步態(tài)。只有當幀同步信號連續(xù)來了幾幀或一段時間后，同步系統(tǒng)才可發(fā)出指令進入同步態(tài)，這段時間成為后方保護時間。第8章 測試平臺及系統(tǒng)測試本系統(tǒng)測試主要包括兩個測試，一是基于理想信道，直通傳輸研究數(shù)據(jù)通信物理層與數(shù)據(jù)鏈路層是否可行，一個是基于無線信道。測試 1．基于理想信道的通信測試 發(fā)送的文本信息： 收到的文本信息： 結論：從收發(fā)情況看，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路可行，可完成數(shù)據(jù)傳輸和相應的處理。 測試原理框圖如圖18，實物聯(lián)機圖如圖19。待發(fā)送信息來自PC機的串口，經(jīng)過發(fā)送端單片機進行編碼后，通過連接線送人接收端單片機進行解碼。通過兩端的LCD顯示觀察收發(fā)是否一致，也可以通過串口送入PC做進一步處理。圖 18基于理想信道的通信測試框圖圖 19 基于理想信道的通信測試的實物聯(lián)機圖2．基于實際無線信道的通信測試測試情況如表2表2基于實際無線信道的通信測試發(fā)送文本：接收天線：環(huán)天線文本信息長度：16測試環(huán)境：實驗室波特率：1KBaud通信距離：10m發(fā)射功率：測試時間：2011年5月21日15時發(fā)射天線：偶極子天線測試結果：圖19發(fā)送端原理框圖圖20 接收端原理框圖【要求】論文上交份數(shù)：（論文正文及管理文檔）紙質(zhì)各兩份 + 電子文檔論文保存格式：（學生學號）_（論文頁數(shù)）_（指導老師姓名）.doc例：【友情提醒】在書寫畢業(yè)論文時，最好是先將文章的提綱設置完整（包括字體、字號、標題級別等），再在相應的位置添加正文，最后再生成全文的目錄。圖21 基于實際無線信道的通信測試的發(fā)送端聯(lián)機圖圖 22 發(fā)送天線（偶極子天線）由圖2圖22可以看出，發(fā)送端硬件主要由高頻功率放大器、鎖相環(huán)頻率合成器、天線、MSP430FG4618單片機系統(tǒng)及電源等模塊組成。圖23 基于實際無線信道的通信測試接收端端聯(lián)機圖 圖24 接收天線（環(huán)天線）從圖2圖25可以看出，接收端硬件主要由超外差接收機、音頻功率放大器、接收天線、MSP430單片機系統(tǒng)以及電源等主要模塊組成。 圖 25基于實際無線信道的通信測試結果 圖25是該系統(tǒng)測試的結果，收發(fā)兩端數(shù)據(jù)一致，未發(fā)現(xiàn)有無碼，數(shù)據(jù)鏈路可行，可以進行短波無線通信；且人機界面良好，易于觀察收發(fā)情況，便于調(diào)試。 實驗發(fā)現(xiàn)，不發(fā)送信息時，在接收端也會接收到幅度比較大的噪聲信號，容易會引起單片機誤判為有信息要傳輸；且先發(fā)送出來的信息，在接收端解調(diào)出來時信噪比很差，直到較多信息發(fā)過來以后，信噪比會比較高。因而，我們在發(fā)送信息數(shù)據(jù)之前，在一定時間內(nèi)發(fā)送0xFF(沒有意義，也不影響數(shù)據(jù)接收)，經(jīng)過曼徹斯特編碼后即為連續(xù)的方波，然后再發(fā)送信息數(shù)據(jù)。這樣在接收端解調(diào)出來的波形上疊加的噪聲還小，且單片機可以正確無誤的完成數(shù)據(jù)接收和處理。在與上面測試相同的測試條件下，將待發(fā)送的文本信息改為發(fā)送一篇英文文章（文章名為Tina，見附錄），文章含空格共有318個字節(jié)。經(jīng)過該通信系統(tǒng)，在接收端未發(fā)現(xiàn)誤碼，即接收到的信息與發(fā)送的信息完全一致。由此可見該通信系統(tǒng)具有較高的可靠性。第9章 總結致 謝本畢業(yè)設計能夠順利完成，離不開飛思卡爾智能車實驗室的尹建新老師給我的大力支持。他不僅給我提供實驗室環(huán)境、實驗設備和系統(tǒng)平臺，還在電路設計方面給了我很多的指導和建議，在此對尹建新老師表示深深的感謝。在進行硬件電路設計與制作時，饒文貴老師給予了我很大的幫助。在整個設計與制作的過程中，我向饒老師請教了很多問題，他總會很耐心的給予細致的講解。還有在本設計報告的撰寫過程中，饒老師多次幫我參閱，指出其中寫得不好的地方，并提出修改意見。在此向饒老師致以最衷心的感謝。在軟件編程和算法處理方面，陳琨老師給我講解了很多相關的內(nèi)容，給予了我很大的幫助。在此也謝謝陳老師。最后還要感謝在制作畢業(yè)設計過程中幫助過我的其他老師和同學們，正是有了你們的幫助和支持，我才能順利完成本畢業(yè)設計。 吳 嘉 2010年5月20日參考文獻[1] 張昊飏,馬旭,[J]. 電子產(chǎn)品大世,(11):4850[2] 楊儒貴.《電磁場與電磁波》(第二版) [M].北京:.[3] 華成英,童詩白.《模擬電子技術基礎》（第四版）[M].北京:高等教育出版社, 2000.[4] 卓晴,黃開勝,邵貝貝.《學做智能車――挑戰(zhàn)“飛思卡爾”杯》[M].北京:北京航空航天大學出版社,2007.[5] 李仕伯,[J].電子產(chǎn)品大世,(12):4144[6] 孫同景,陳桂友.《Freescale 9S12十六位單片機原理及嵌入式開發(fā)技術》 [M].北京:機械工業(yè)出版社,.[7] 譚浩強,《C程序設計》（第三版）[M].北京:清華大學出版社出版， [8] 張葵葵,[J].,(2):6769[9] 張國良,曾靜,柯熙政,鄧方林.《模糊控制及其MATLAB應用》 [M]. 西安:西安交通大學出版社，.[10] 王曉明,《電動機的單片機控制》[M]．北京:北京航空航天大學出版社，2002附錄