PC间实时全双工同步通信的实现_张敏
收稿日期:2003-06-01;修订日期:2003-08-28
作者简介:张敏(1978-),女,湖北宜昌市人,硕士研究生,主要研究方向:计算机测控技术、机电控制及自动化.
文章编号:1001-9081(2003)12Z -0218-04
PC 间实时全双工同步通信的实现
张 敏,曹剑中,刘 波,唐运刚
(中国科学院西安光学精密机械研究所动态目标测控技术研究室,陕西西安710068)
摘 要:文中介绍了同步串行通信的基本原理,及零M odem 连接和Modem 连接两种硬件连接方
式;通过对PC 通用串口工作方式的分析,指出需要添加外围电路来实现同步串行通信。文中以MOXA 公司C502同步多串口卡为例介绍了如何利用驱动程序提供的软件接口开发实现同步串行的应用软件,并针对VC ++编程中会遇到的两个问题提出了解决方法。
关键词:同步串行通信;VC ++;Window s 中图分类号:TN915.07 文献标识码:A
1 同步串行通信的特点和基本原理
目前,工程上利用微机串口进行数据通讯的方法已得到
了广泛的应用。串行通信分为异步通信方式和同步通信方式两种。异步通信方式由于其通信简单、双方时钟可允许一定误差而成为了传统的点对点通讯方式的主流。
与异步通信中以字符为单位传送数据不同;同步通信将多个字符组成一个数据块,一次传送由若干个字符组成的数据块(通常称为帧),并在每组数据(帧)的开始加上同步字符。在整个同步通信系统中,由统一的时钟控制发送端的发送,当接收端检测到有一串数位和同步字符相匹配时,就认为开始一个信息帧,于是,把此后的数位作为实际传输信息来处理。由于不象异步起止协议那样,需要在每个字符前后附加起始和停止位,因此传输效率得到了提高。
与异步通信相比,同步通信具有高速、高效和高准确性的特点,在高标准的实时通信领域我们往往需要采用同步通信。
2 同步通信的两种硬件连接方式
图1
同步通信以使用或不使用Modem 为标准划分为零M odem 连接和M odem 连接两类硬件连接方式。零M odem 连接即直接用调制解调器电缆将两台设备D TE (数据终端设备:计算机)连接起来,适用于连接距离15m 以内的两台D TE 设备。本文将以两串口卡的直接连接为例介绍这一方法。其接线特点:数据终端设备的发送时钟使用O U T 方式、接收时钟使用IN 方式。
M odem 连接即通过DCE (Mo dem )将两台DT E (计算机PC )通过电话网或专线连接起来,适用于长距离(1km 内)的通信。由于大多数控制现场不具备与PST N 电话网相连的条件,故本文仅介绍专线连接方式的实现。其接线特点:数据终端设备的发送时钟、接收时钟均使用IN 方式,即使用M odem 时钟作为发送、接收的统一时钟标准。两种方式的连接图示和接口如图1所示。
3 PC 通用串口的工作方式
PC 机的通用串行通信方式是简化的RS232C 接口。RS232C 接口是一种标准异步通信方式接口;它采用美国电子协会(EIA )颁布的串行标准,定义了25脚连接器中的20个脚。PC 机所采用的简化RS232C 接口,只使用了其中的9个脚,其中除了信号地、发送数据线、接收数据线三个脚以外,其它都是通过M odem 进行数据交换的使能线。由于PC 机串口按异步方式工作,所以不能直接利用它来实现实时全双工同步通信,一般来说需要添加外围电路来实现这一功能。
文献[9]认为Window s 下可用Windo ws A PI 通信函数实现同步通信,经我们研究发现此同步仅是针对接收数据而言的,其意义是:在规定的时间内,接受数据的函数将一直等待约定大小的数据量,直到接收完毕或者超时,函数才返回。显然,此方式并不是真正意义上的同步。
4 利用同步通信卡以实现同步通信
工程上往往将具有同步通信功能的电路模块封装起来使用,称为同步通信卡或同步串口卡。这样使用者便可将其看作一个黑箱,操作时只需考虑其输入输出特性便可。同步通
信卡的工作原理图如图2:
第23卷
2003年12月
计算机应用
Computer Applications
Vol .23Dec .,2003
图2 同步通信卡原理框图
4.1 同步通信卡的工作原理
单片机(8031)和同步协议控制器(8274)是核心部分。其中8031是主机和8274之间的桥梁,完成主机和8274之间的数据通讯和数据管理等工作。8274是一个可以处理同步和异步通信的多协议串行控制器。8274有多种同步工作方式,可根据实际需要而选择同步协议。主机和8031之间的数据交换借助锁存器通信。主机把要输出的数据放到输出锁存器中,然后通知8031已准备好数据。同样,8031向主机发送数据也要将输出的数据放到锁存器中,然后通知主机。8031和8274之间的数据交换采用中断方式,由8274发送和接受中断,在8031中断程序里发送和接受数据。
工程实际往往是工期较短,可靠性要求较高。我们也可利用一些串口卡公司已经开发好的同步通信卡来辅助实现Windows下的同步通信。
同步通信卡调试成功或购买后,我们就可以结束硬件设计,开始应用软件的设计。
4.2 实现同步通信编程的方法
本例采用的V C++6.0是建立在Win32位程序上的可视化编程环境,对于控制系统的可视化开发提供了极大的便利。V C++在Window s98中用可以直接使用inp、outp等直接对串口进行操作。但Window s2000出于安全性的考虑,所有涉及物理内存、磁盘、中断、端口读写的操作,都必须通过一个内核态的WDM驱动程序完成,禁止用户态的应用程序直接对端口进行操作。因此,我们必须在同步串口卡的驱动程序中开发出支持应用软件读写端口的接口。目前,利用驱动程序开发工具WinDriver或DriverWo rks可以方便的生成WDM驱动程序框架和读写端口的软件接口。此处将以M O XA公司的C502为例,介绍如何利用这些软件接口,在零M odem连接和M odem连接两种硬件连接方式下,实现实时全双工同步通信的应用软件设计方法。
4.2.1 M OXA公司C502同步多串口卡的软件接口
MO XA公司为了简化用户工作,开发了基于C502同步多串口卡的W INA PI函数库。此函数库功能齐全、可靠性高,是一个比较规范的软件接口。在此函数库中用户主要使用的有以下12个函数:
int WINAPI syio_Open(int port);//打开串口port:端口号int WINAPI syio_Close(int port);//关闭串口int WINAPI syio_W rite(int port,char＊buf,int len);
//写发送数据buf:发送数据缓存指针len:发送数据长度int WINAPI syio_Read(int port,char＊buf,int len);
//读接收数据buf:接收数据缓存指针len:接收数据长度int WINAPI syio_SetBaud(int port,int speed);
//设置波特率speed:波特率int WINAPI syio_SetReadTimeouts(int port,DWORD timeou ts);
//设置读阻塞时间timecouts:读阻塞时间值ms为单位int WINAPI syio_SetW riteTimeouts(int port,DWORD timeouts);
//设置写阻塞时间timecouts:写阻塞时间值int WINAPI syio_DTR(int port,int mode);
//设置DTR状态mode:0不发送DT R信号;1为发送DTR信号
int W INAPI syio_SetDataEncoding(int port,int mode);
//设置编码方式mode:NRZ,NRZI,FM0,FM1 int W INAPI syio_SetCRCM ode(int port,int mode);
//设置冗余校正模式mode:NONE,CCITT_00,CRC16_0,C RC16-1 int W INAPI syio_FrameIrq(int port,VOID(CALLBACK＊func) (int port),int framecnt);
//使用帧中断方式func:帧中断回调函数;framecn t:帧序号
int W INAPI syio_SetTxClockDir(int port,int directory);
//设置发送时钟方向directory:0为OUT方向;1为IN方向从以上软件接口描述可见,驱动程序中已将与硬件的交互封装起来;使用提供给用户的软件接口时不需再考虑硬件上的实现。因而调用时非常简单,只需输入相关参数便可控制硬件功能的实现。例如:用户在软件接口程序中选定了HDLC通信协议,那么同步通信卡将自动在收发时利用硬件和驱动程序实现该功能的调用。用户实际发送数据时只需送出欲发送的数据即可,不需关注HDLC通信协议的具体实现。4.2.2 零M odem连接的编程实现
基于同步通信卡的零M odem连接方式即用调制解调器电缆将两张插在不同PC中的同步通信卡直接连接起来。C502串口卡有两个串口,分别用port=n和por t=n+1区别(视Window资源分配情况而变n可为0、2、4、6)。对串口卡的操作与直接利用PC串口进行异步通信的方法相似,只不过此时调用的是驱动程序提供的软件接口。操作时的一般步骤为:
1)打开串口。使用syio_Open()函数,并指明使用同步通信卡的第几端口。
2)设置串口参数:
使用syio_SetTxClockDir()设置发送时钟方向为out;
使用syio_SetBaud()设置波特率为9600;
使用s yio_SetDataEncoding()设置编码方式为NR Z反向不归零制;
使用syio_SetCRCM ode()设置冗余校验模式为CCI TT_1;
使用syio_SetReadTimeouts()设置阻塞读方式时间为50ms;
使用syio_SetWriteTimeouts()设置阻塞写方式时间为50ms;
3)启动收发数据线程:
AfxBeginThread(ThreadProc,hWnd,TH READ_PRIORIT Y_ NORM AL);
4)在线程中对串口进行读写操作。
使用syio_Read()接收数据;
使用syio_Write()发送数据;
5)关闭串口。使用syio_Close()函数,关闭同步通信卡的指定端口。
在调用以上这些函数时应首先将C502卡提供的动态链接库DLL添加到应用程序中,方法为安装好驱动程序后,将. H和.LI B文件复制到应用程序所在的工程中并使用Add Files to Folder……引入.H和.LIB文件。
4.2.3 Modem连接的实现
基于同步通信卡的M odem连接方式即用两个调制解调器将两张插在不同PC中的同步通信卡直接连接起来,也就是将PC之间的串行通讯电缆,换成了两台可以自动进行连接的M odem。由于使用到了M odem,故编程实现时分为对M odem的设置和对同步通信卡的操作两大步:
(1).利用Windo ws自带的超级终端将M odem设置为同步方式
①点击“开始”※“程序”※“附件”※“通讯”※“超级终端”;
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12月张敏等:PC间实时全双工同步通信的实现
②在“新建连接”中点“取消”;
③在菜单中点击“文件”※“属性”,在“连接到”标签页点击“配置”将“数据流量控制”设为“无”,将每秒位数设置为“9600”;
④终端中输入:
AT&F&D0&L1&Q1S0=1&W
AT%DUM B1 //设定为哑方式;
此为被叫M odem的设置:(S0=1)
主叫M odem的设置:S0=0,其他一样。
此外,当通信的环境较为恶劣时,需根据实际线路状况对s7,s9,s10,s25,s30作进一步调整,以减少M odem掉线的几率。重新调整的步骤如下:
①同时按下Alt+C+D三个键,以断开连接;
②关掉M odem电源;
③重新开启M odem,稍后灯会全亮;
④当有灯灭掉后和OH灯亮之前或试拨号音响起之前。键入AT%DU M B0(取消哑方式);
⑤待返回OK后,再键入需要调整的参数;
⑥终端中输入对s7,s9,s10,s25,s30参数的调整;
如:AT S7=50 S9=9 S10=20 S25=6 S30=0&W (或其他数值)
AT%D UM B1 //设定为哑方式
设置各参数的意义简介如下:
AT 指令前缀-在指令的开头
回车符号-命令行的结尾
&F重新调出工厂设置作为动态设置
&D0忽略DT R信号
&L1选择M odem为专用线工作模式
&Q1同步方式1,在下此命令时,M ODEM在非同步转化为同步,但当DT R由关到开,则取消同步
S0=1自动应答。给S0寄存器指定介于0～255之间的值将调制解调器置入自动应答方式。在指定的响铃次数后调制
解调器自动应答呼叫。S0寄存器设为0时禁用自动应答&W保存动态设置为用户方案组态表0
S7拨号后等待载波信号出现的时间(也叫夭折计时器)。一般情况下,S7的值设为50就可以了,如果线路质量较
差,可设置成90或更大
S9载波检测响应时间。这个寄存器的值,根据线路质量的好坏会有所不同,需要反复进行设置比较才行,一般情况
下设置为9较好
S10丢失载波至挂起延时。S10和S9的关系十分密切,互有影响。在实际应用中,可把S10置成S9的两倍或更多S25DTR丢失时间。这个值一般可设为6
S30不活动计时器。可将该寄存器设置为0,即关闭S30的计时功能
(2)对同步通信卡的操作
Modem连接下对同步通信卡的操作大体上与零M odem 连接下相似,除了接线上两卡的发送时钟和接收时钟都应为IN方式(RS23215和17脚)外。软件编程时的不同在于:
①设置完其他参数后,应将发送时钟方向重设为In.(此时,以M odem时钟为基准)。
例:syio_SetT x ClockDir(T EST_PO RT,TX_CL OCK_IN);
②设置完所有参数后,需向M odem送D T R(数据中断就绪信号)信号
例:syio_DT R(T EST_PO RT,CON T ROL_O N);
(3)收发数据流程
图3 M odem方式下收发数据流程图
5 VC++编程中的两个问题
5.1 界面刷新的问题
在利用V C++编程时,为了保证PC机的应用程序的有效工作,编程一般采用多线程机制:一条为主线程;另一条为收发数据线程。由于在收发线程内调用的是全局函数,故不能直接访问CView的成员函数UpdateData(false)以实现界面刷新。解决的方法是:使用用户自定义消息,在此消息中调用UpdateData(false)以实现界面刷新。
使用收发数据线程的方法:
UINT Th readProc(LPVOID param)//定义线程调用函数;
AfxBeginThread(ThreadProc,hWnd,TH READ_PRIORIT Y_
NORM AL);//启动收发数据线程;
::PostM es sage((HWND)param,W M_READONEEND,0,0);
//在收发数据线程中发送用户自定义消息;
使用用户自定义消息的方法:
const WM_READONEEND=WM_USER+100;//定义一个消息;
void CTest502View::OnReadOneEnd()//定义消息响应函数;
然后在消息响应函数中调用UpdateData(false)即可实现界面刷新。
5.2 丢帧的问题
两台PC机设置了相同的波特率后,才能保证收发的正常工作,但如果没能及时收发则存在读到的数据早已失去实时性的可能,这是一种特殊的丢帧现象。在高标准实时监控的系统中此类问题尤为重要。(如图4所示为每40ms两机间进行一次数据交换且每1ms往单片机送一次控制命令的实时控制系统)。
图4
在图4所示的情况下,确定那一个时刻接收数据成为一个关键问题。在图4序号为1的ms内接收数据得到的是前
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计算机应用2003年
40ms的控制参数,在序号为2、3、4……40ms内接收数据得到的是前1、2、3、……39ms的控制参数。可见在图中序号为2的ms内接收数据误差较小。利用这种特性,我们可推知一收到1帧数据就立即读取数据的方法最为可靠。
因此,我们采用帧中断方式来避免丢帧。即在每接收到1帧数据后触发中断,并在中断中读取数据后设置新帧标志为1。然后在每ms内判断该标志,一旦新帧标志为1就将其重置为0,读取新控制参数,送往单片机。M OXA公司的C502卡也提供了帧中断控制的接口函数syio_F rameI rq(),调用方法如下:
1)定义全局变量:
int framecnt=1;//帧响应序号设为1,则每帧响应;
帧响应序号设为n,则第n帧响应;
2)定义帧中断服务子程序:
VOID CALLBACK TestFrameIrq(int port)
在帧中断服务子程序中收发数据,并置新帧标志为1;
3)在主线程中启动帧中断:
syio_FrameIrq(TES T_PORT,TestFrameI rq,framecnt);
6 结束语
本例的操作系统为Windows2000,编译环境为VC++ 6.0,对外通信采用RS232接口,与主机通信采用PCI总线,通信中遵循HDLC位同步协议。本例选用了M OXA公司的C502同步多串口卡和贺氏公司的OP T IM A336商用级M odem。在5次5小时的连续拷机软件测试实验中,当每帧传200字符时,在零Mo dem连接和M odem连接两种方式下均未出现M odem掉线或误码的情况。在1ms的实时监控系统中当采用帧中断方式每帧传15字符时仍可达到上述标准。
本例提供的方法只要稍作修改便可满足大多数实时同步通信的需要,具有较高的实用价值。
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(上接第213页)
5 云台控制技术
在运动检测与跟踪中,当判断出运动方向后,就可以通过串口向云台发出控制指令,使云台指向运动目标。
在Win32编程中,串口和其它通信设备是作为文件处理的。串口的打开、关闭、读取和写入所用的函数与操作文件的函数完全一致。
对串口的操作,可以分为以下几个步骤:1)打开串口(使用CreateF ile函数);2)配置串口(使用SetCommSta te函数);
3)读写串口资源(使用ReadFile或W riteFile函数);4)关闭串口(使用CloseHandle函数)。
在程序的云台控制线程中,通过串口发出相应控制指令,解码器解析指令,获知操作动作(上下左右)后,通过继电器接通/断开相应的线路,从而使相应电机运转或停止,达到控制的目的。
6 实验结果
右面是本系统工作时在实验室环境下采集到的3幅图像。其中,图3是没有运动者闯入时的画面。图4是有运动者闯入时的画面,此时,系统发出报警信息。图5是运动者运动到另一位置时的画面,系统根据运动方向,自动控制云台的转动,使摄像机镜头指向运动者,实现了运动的跟踪。
7 结束语
本系统采用H.263协议,运用运动检测与跟踪技术,在实现监控的同时,在不增加码率和运算量的基础上,充分利用了运动矢量的信息,初步实现了对运动者的运动检测与跟踪。在该系统的基础之上再加以改进,可以实现多路监控报警功能。由于视频编码中的其它标准如H.261、M PEG1、M PEG2、M P EG4等均采用了运动矢量来进行运动预测与补偿,故本文所采用的方法,对于使用这些标准来实现的监控报警系统,也有着一定的借鉴意义。
图3 没有运动物体时的画面
图4 有运动者进入时的画面 图5 运动者移向另一位置的画面
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通信技术综合实验报告
综合实验报告 ( 2010-- 2011年度第二学期) 名称：通信技术综合实验题目：SDH技术综合实验院系：电子与通信工程系班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：两周 成绩： 日期：2011年 6 月
A C B D S1 P1S1 P1 主用 备用 AC AC 环形保护组网配置实验 一、实验的目的与要求 1、实验目的： 通过本实验了解2M 业务在环形组网方式时候的配置。 2、实验要求： 在SDH1、SDH2、SDH3配置成环网，开通SDH2到SDH3两个节点间的2M 业务，并提供环网保护机制。 1）掌握二纤单向保护环的保护机理及OptiX 设备的通道保护机理。 2）掌握环形通道保护业务配置方法。采用环形组网方式时，提供3套SDH 设备，要求配置成虚拟单向通道保护环。 3）了解SDH 的原理、命令行有比较深刻，在做实验之前应画出详细的实际网络连接图，提交实验预习报告，要设计出实验实现方案、验证方法及具体的步骤。 4）利用实验平台自行编辑命令行并运行验证实验方案，进行测试实验是否成功。 二、实验正文 1.实验原理 单向通道保护环通常由两根光纤来实现，一根光纤用于传业务信号，称S 光纤；另一根光纤传相同的信号用于保护，称P 光纤。单向通道保护环使用“首端桥接，末端倒换”结构如下图所示： 业务信号和保护信号分别由光纤S1和P1携带。例如，在节点A ，进入环以节点C 为目的地的支路信号（AC ）同时馈入发送方向光纤S1和P1。其中，S1光纤按ABC 方向将业务信号送至节点C ，P1光纤按ADC 方向将同样的信号作为保护信号送至分路节点C 。接收端分路节点C 同时收到两个方向支路信号，按照分路通道信号的优劣决定选其中一路作为分路信号，即所谓末端选收。正常情况下，以S1光纤送来信号为主信号。同时，从C 点插入环以节点A 为目的地的支路信号(CA)按上述同样方法送至节点A 。
《通信原理》课程教学大纲.
《通信原理》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：《通信原理》 参考学时：60 实验学时：18 先修课及后续课：先修课：电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础 后续课：现代DSP技术 （一）说明部分 1．课程性质 本课程是通信工程、电子信息工程本科专业的一门重要的专业基础课，授课对象为在校本、专科学生。该课程设置的目的是使学生学习和掌握通信原理的基本知识，为后续专业课程的学习打下良好的基础。 2．教学目标及意义 通过本课程的学习使学生掌握通信系统基础理论知识，使学生掌握典型通信系统的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法、工程计算方法和实验技能等。了解通信技术当前发展状况及未来发展方向。为学生学习后续专业课程提供必要的基础知识和理论背景，为学生形成良好的专业素质打好基础。 3．教学内容和要求 通信系统是通信、电子信息及相关专使学生学习和掌握通信原理的基本知识，它运用了高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，以及信号与线性系统分析方法，进一步为学生在确知信号的谱分析、随机信号（随机过程）和噪声的统计分析方面打下坚实的数理基础。在此基础上要求学生掌握模拟通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能。掌握模拟信号数字化技术的基础理论。重点分析数字通信系统的数学模型、误码特性、差错控制编码。并从最佳接收观点提出统计通信理论的基础知识，使学生能够掌握当前通信系统建模和优化的思维方法。 本课程配有通信原理实验，主要涉及的内容有对模拟信号的数字化部分如：脉冲幅度调制PAM、脉冲编码调制PCM、增量调制△M等；有数字信号的调制部分如：二相PSK（DPSK）、FSK等。 4．教学重点、难点 教学的重点在于模拟信号的编码、数字信号的传输及差错控制部分。其中基带传输部分介绍的无码间串扰系统及频带传输部分介绍的最佳接收是难点。 5．教学方法和手段 本课程需要运用先修的高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，信号与系统分析方法，又涉及到后续专业课程的各个领域，本课的理论性和应用性均较强。因此教学上采用课内和课外教学相结合。课内以课堂教学为主，课后学生自学部分内容的形式，课外教学则
单片机课程设计_基于单片机的双机之间的串联通信
单片机系统 课程设计 成绩评定表 设计课题基于单片机的双机之间的串联通信学院名称：电气工程学院 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点： 设计时间：
单片机系统 课程设计 课程设计名称：基于单片机的双机之间的串联通信专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点： 课程设计时间：
单片机系统课程设计任务书
目录 一. 设计目的 (4) 二. 串行口及其扩展简介 (4) 三．设计要求 (5) 四．硬件电路设计 (8) 五．流程图设计 (10) 六．程序设计 (12) 七．设计小结 (17) 八．参考文献 (17)
双机之间的串行通信设计 一、设计目的 1、了解串行通信的工作原理 2、了解键盘设定的工作原理 3、掌握80C51的定时器1计数器1的编程 4、掌握电路板的实物焊接 随着电子技术的飞速发展，单片机也步如一个新的时代，越来越多的功能各异的单片机为我们的设计提供了许多新的方法与思路。 对于莫一些场合，比如：复杂的后台运算及通信与高实时性前台控制系统、软件资源消耗大的系统、功能强大的低消耗系统、加密系统等等。如果合理使用多种不同类型的单片机组合设计，可以得到极高灵活性与性能价格比，因此，多种异型单片机系统设计渐渐成为一种新的思路， 单片机技术作为计算机技术的一个重要分支,由于单片机体积小,系统运行可靠,数据采集方便灵活,成本低廉等优点,在通信中发挥着越来越重要的作用。但能在一些相对复杂的单片机应用系统中,仅仅一个单片机资源是不够的,往往需要两个或多个单片机系统协同工作。这就对单片机通信提出了很高要求。 二、串行口及其扩展简介 1.串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 2.全双工制式是指通信双方均设有发送器和接收器，并且信道划分为发送信道和接收信道，因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接收数据，发送时能接收，接收时也能发送 3.串行通信的传送速率用于说明数据传送的快慢. “波特率”表示每秒种传输离散信号事件的个数，或每秒信号电平的变化次数，单位为band（波特）。 “比特率”是指每秒传送二进制数据的位数，单位为比特/秒，记作bits/s或b/s或bps。 在二进制的情况下，波特率与比特率数值相等
单路双工通信系统综合实验
实验八 单路双工通信系统综合实验 一、 实验原理 在复接/解复接实验中，实验能直观观测信号的帧结构和接收端的帧同步过程；为了深入了解信号时分复用技术在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响，本节实验将数据和话音业务通过复接/解复接模块传输，测量复接/解复接器在传输信道不同误码率（4种可选）环境下对数据和话音业务的影响。系统连接框图见图4.37所示。 2# 1# 图4.37 时分复用（TDM ）系统测试组成框图 二、 实验仪器 1、 Z H5001通信原理综合实验系统 一台 2、 20MHz 双踪示波器 一台 3、 电话机 二部 三、 实验目的 1、 帧的概念和基本特性 2、 了解帧的概念和基本特性 3、 了解帧的结构、帧组成过程 4、 熟悉帧复接/解复接器在通信系统中所处的地位及作用。 5、 定性了解帧传输在不同信道误码率时对话音业务和数据业务的影响。
四、回答预习问题 1、在进行该实验时，首先预习一下实验系统概述中“数字复接/解复接模块、交换处 理模块、用户接口模块、双音多频检测模块、ADPCM编译码模块”的原理；电话1 模块、电话2模块、ADPCM1模块、ADPCM2、 DTMF1 、DTMF2模块、复接模块和解 复接模块中跳线开关的含义。 数字复接/解复接模块: 数字复接/解复接由复接和解复接两个独立的模块构成。通信原理综合实验系统实现在信道传输上采用了类似TDM的传输方式：定长组帧、帧定位码与信息格式。一帧共有4个时间间隔，按8个bit一组分成了一个一个的固定时隙，帧结构组成如图2.37所示。各时隙从0到3顺序编号，分别记为TS0、TS1、TS2和TS3。TS0时隙为帧定位码，帧定位码选用7位Barker码（1110010），使接收端具有良好的相位分辨能力。TS1时隙为话音业务PCM 编码信号，TS2时隙为设置的开关信号，TS3时隙为为特殊码序列。TS0～TS3复合成一个256Kbps数据流在同一信道上传输。 图2.37 帧结构组成图 复接/解复接原理组成框图见图2.38所示。 帧传输复接模块主要由Barker码产生、同步调整、复接、系统定时单元所组成；帧传输解复接模块（亦称分接器）是由同步、定时、分接和恢复单元组成，其各电路完成的功能和和作用参见原理教材。 复接/解复接模块电原理图见图 2.39所示。复接模块主要由一片现场可编程门阵列（EPM7064）UB01（EPM7064）芯片、跳线开关SWB01和工作方式选择开关组成。其电路工作原理如下所述： 1.话音编码数据：输入的话音编码信号来自ADPCM2模块，编码方式取决于菜单设置； 2.开关信号：开关信号码字为8bit，可以直接通过跳线开关设置来改变码型。 在解复接模块正常工作并同步时，该开关码字信号从解复接模块的发光二极管DB01～DB08一一对应直观的显示出来。 3.m序列由UB01内部产生：M序列的码型共有4种，由跳线开关SWB02（M_SEL0、M_SEL1） 决定。从TPB01测试点可以监测发端m序列信号，具体设置见下表：
全双工与半双工知识
全双工与半双工知识 半双工定义 半双工(Half Duplex)数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时传输。例如，在一个局域网上使用具有半双工传输的技术，一个工作站可以在线上发送数据，然后立即在线上接收数据，这些数据来自数据刚刚传输的方向。像全双工传输一样，半双工包含一个双向线路(线路可以在两个方向上传递数据)。 数据通信中，数据在线路上的传送方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种。 半双工通信：半双工通信是指数据可以沿两个方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方向传送，因此又被称为双向交替通信。若要改变传输方向，需由开关进行切换。半双工方式要求收发两端都有发送装置和接收装置。由于这种方式要频繁变换信道方向，故效率低，但可以节约传输线路。半双工方式适用于终端与终端之间的会话式通信。 半双工即Half duplex Communication，是指在通信过程的任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。收/发开关实际上是由软件控制的电子开关。 当计算机主机用串行接口连接显示终端时，在半双工方式中，输入过程和输出过程使用同一通路。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作，这时，从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来，而不是用回送的办法，所以避免了接收过程和发送过程同时进行的情况。 编辑本段半双工解析 半双工传输是指接收与发送共用一个载波信道，但同一时刻只能发送或只能接收数据的传输方式。例如，局域网中的半双工数据传输方式是指：一个工作站发送数据，然后立即在同一信道上接收来自相同方向上的数据。另一方面，全双工传输（Full Duplex Transmission）指同时发生在两个方向上的一种数据传输方式。 例如：无线电话机就是一种半双工设备，在同一时间内只允许一方讲话。相反，电话机则是一种全双工设备，其通话双方可以同时进行对话。当某局域网中的两台计算机在实现通信时，同一时刻只能在同一方向上传送数据，这是因为大多数局域网中使用的基带网络都只支持单个信号。换句话说，基带网络采用的是半双工工作模式。 只要有合适的设备支持，在某些特定类型的局域网中实现全双工通信是完全可能的。关键是首先解决每个方向上的通信流量信道问题。该问题能否解决主要取决于所使用的网络媒体。如：同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成，所以其不具备在两个方向上同时运行通信流量的物理方式，除非每次连接时另安装两根电缆这样也可支持运行。另一方面，双绞线电缆由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，所以在理论上，使用双绞线电缆作为媒体的网络能
通信原理实验报告
实验一简单基带传输系统分析 一、实验目的： 通过本次实验，旨在达到以下目的： 1．结合实践，加强对数字基带通信系统原理和分析方法的掌握； 2．掌握系统时域波形分析、功率谱分析和眼图分析的方法； 3．进一步熟悉systemview软件的使用，掌握主要操作步骤。 二、实验内容 构造一个简单示意性基带传输系统。以双极性PN码发生器模拟一个数据信源，码速率为100bit/s，低通型信道中的噪声为加性高斯噪声（标准差＝0.3v）。要求： 1．观测接收输入和低通滤波器输出的时域波形； 2．观测接收滤波器输出的眼图； 3．观测接收输入和滤波输出的功率谱； 4．比较原基带信号波形和判决恢复的基带信号波形。 三、实验原理 简单的基带传输系统原理框图如图2-1-1所示，该系统并不是无码间干扰设计的，为使基带信号能量更为集中，形成滤波器采用高斯滤波器。 图2-1-1 简单基带传输系统组成框图 四、实验要求 1.数字基带传输系统仿真电路图； 2.获得信源的PN码输出波形、经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形、滤波器输入 端信号波形、抽样判决器输出端恢复的基带信号波形； 3.对比输入端PN码波形和输出端恢复的波形，并分析两者的区别； 4.对比PN码和经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱，并分析两者的差别； 5.对比信道输入端信号和信号输出端信号的眼图，并分析两者的差别。 五、实验结果和分析 图2-1-2 创建的简单基带传输仿真分析系统 信源的PN码输出波形：
功率谱： 经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形： 经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形的功率谱： 滤波器输入端信号波形： 抽样判决器输出端恢复的基带信号波形：
5G全双工技术浅析
首先阐述了实现全双工技术的最大挑战是自干扰，其次以发射信号为参考，通过一些电路算法实现逐级消除自干扰，进一步验证了全双工技术的可行性，为提高5g频谱效率提供了参考价值，最后指出了全双工技术实现商业化所面临的一些挑战。 5g 全双工自干扰频谱效率 a brief discussion on 5g full duplex technique tian zhong-yi 5g full duplex self-interference spectral efficiency 1 引言 无论是tdd还是fdd，目前的无线通信技术并未实现真正的全双工。全双工技术允许在同一信道上同时接收和发送，这无疑大大提升了频谱效率。目前很多人认为全双工技术将是5g技术的关键技术之一，因此本文对全双工技术进行简单剖析，并阐述其实现的原理。 2 全双工技术面临的挑战 要了解全双工技术，首先要从双工方式说起。fdd（频分双工）采用两个对称的频率信道来分别发射和接收信号，而tdd（时分双工）发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行。这两者都不是全双工，因为都不能实现在同一频率信道下同时进行发射和接收信号。 全双工技术可以实现发射和接收信号在同一频率同一时间进行，这大大提升了频谱效率。不过，一直以来全双工技术的发展都面临着一个严峻的挑战――自干扰。由于无线系统中发射信号会对接收信号产生强大的自干扰，如果采用全双工，系统根本无法正常工作。在全双工模式下，如果发射信号和接收信号不正交，发射端产生的干扰信号比接收到的有用信号要强数十亿倍（大于100db），因此全双工最核心的技术就是消除这100db的自干扰。 3 自干扰产生和消除原理 发射信号会对接收信号产生强大的自干扰，具体如图1所示。 由图1可知，由于双工器泄露、天线反射、多径反射等因素，发射信号掺杂进接收信号，由此产生了强大的自干扰。 如何消除这些干扰？由于发射信号是已知的，所以可以用发射信号作为参考来消除自干扰。不过这个参考信号只能从数字基带域获得，而当数字信号转换为模拟信号后，由于线性失真和非线性失真的影响，很难从中获得参考。因此，任何自干扰消除技术如果要想成功，必须要考虑发射信号的非线性失真。 另外，为了避免接收饱和，必须要考虑接收端模/数转换器的分辨率限制，因此输入模/数转换器的自干扰信号强度必须确保小于一个确定值。解决了这些问题，就能有效地分解出干扰信号，将它消除。 4 自干扰消除的具体实现 目前，一些研究团队已经突破了消除自干扰这一难题，其实现原理主要是参考发射信号，通过一些电路算法逐级消除自干扰，实现原理图如图2所示。 自干扰消除的具体实现过程如下： 第一步，对前端天线和双工器进行专门的设计，以最小化泄露和反射信号。 第二步，对干扰进行模拟消除。抽取接收信号，并从中滤除发射信号（模拟）。为了避免饱和，需要考虑模/数转换分辨率。 第三步，对干扰进行数字消除。抽取接收信号，并从中滤除发射信号（数字）。此时，需要考虑线性失真和非线性失真。 5 全双工技术的主要优势 得益于强大的自干扰消除技术，真正的全双工通信成为可能，无线频谱效率大大提高，时延也大幅缩短，因此如果能够将自干扰消除技术完美地应用，那无疑将是无线产业的一次
通信系统综合实验
目录 实验一语音传输 (1) 1.1实验简介 (1) 1.2实验目的 (1) 1.3实验器材 (1) 1.4实验原理 (1) 1.4.1脉冲编码调制 (2) 1.4.2连续可变斜率增量调制 (3) 1.4.3随机错误和突发错误 (4) 1.4.4内部通话与数据传输的工作过程 (4) 1.5实验内容 (5) 1.6实验结果及数据分析 (6) 1.6.1三种调制方式在相同参数下的量化编码 (6) 1.6.2相同参数下的波形 (6) 1.6.3不同频率相同随机错误与突发错误的波形 (8) 1.6.4蓝牙建立和断开语音链路的过程 (10) 1.6.5自己进行A律PCM和CVSD的编程程序 (11) 1.7实验思考题 (13) 实验二数字基带仿真 (14) 2.1实验简介 (14) 2.2实验目的 (14) 2.3实验器材 (14) 2.4实验原理 (14) 2.4.1差错控制的基本原理 (14) 2.4.2跳频扩频的基本原理 (15) 2.4.3保密通信原理 (15) 2.5实验内容及结果分析 (16) 2.5.1蓝牙基带包的差错控制技术实验 (16) 2.5.2蓝牙系统的跳频实验 (19)
2.5.3数据流的加密与解密实验 (20) 2.5.4编程实验 (23) 2.6思考题 (26) 实验三通信传输的有效性与可靠性分析 (28) 3.1实验简介 (28) 3.2实验目的 (28) 3.3实验器材 (28) 3.4实验原理 (28) 3.5实验内容及结果分析 (29) 3.6思考题 (35) 实验四无线多点组网 (37) 4.1实验简介 (37) 4.2实验目的 (37) 4.3实验器材 (37) 4.4实验原理 (37) 4.4.1通信网络拓扑结构 (37) 4.4.2路由技术及组播和广播 (38) 4.4.3Ad hoc网络 (38) 4.5实验内容及结果分析 (39) 4.6思考题 (41) 参考文献 (42)
单工半双工全双工的含义及区别
单工半双工全双工的含 义及区别 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
1、单工 单工就是指A只能发信号，而B只能接收信号，通信是单向的，就象灯塔之于航船——灯塔发出光信号而航船只能接收信号以确保自己行驶在正确的航线上。 2、半双工 半双工就是指A能发信号给B，B也能发信号给A，但这两个过程不能同时进行。最典型的例子就象我们在影视作品中看到的对讲机一样： 007：呼叫总部，请求支援，OVER 总部：收到，增援人员将在5分钟内赶到，OVER 007：要5分钟这么久！要快呀！OVER 总部：…… GAME OVER 在这里，每方说完一句话后都要说个OVER，然后切换到接收状态，同时也告之对方——你可以发言了。如果双方同时处于收状态，或同时处于发状态，便不能正常通信了。3、全双工 全双工比半双工又进了一步。在A给B发信号的同时，B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话。 A：我跟你说呀…… B：你先听我说，情况是这样的…… A和B在说的同时也能听到对方说的内容，这就是全双工。 对于全双工以太，IEEE制订了全双工/流控制标准，该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。在各以太标准（10/100/1000 Base）中，除100 Base T4之外，均
具有全双工能力，但在实际应用中，似乎只有Gb以太（即千兆以太）才使用全双工方式。 以太网的MAC协议是CSMA/CD，但在全双工以太中是不需要冲突检测（CD）的。这能使Gb以太突破40余米的段长限制（更准确地说是41.2m，这个数据可以根据IEEE定时规则的限制计算出来，这里就不详细介绍了）。在实际应用中如果需要网络中的某个站点能工作在全双工方式下，则必须在该站点安装支持全双工的网卡，并要求与全双工站点连接的HUB/路由器等连网设备配备有全双工端口。 这样看来，如果希望工作在全双工方式下，首先要有硬件的支持。 全双工以太的主要优势在于它能够在二个独立的信道上同时实现二个方向上的数据传输，借以提高链路的总带宽，所以它只适用于文件服务器一类的需要同时进行双向数据传输的站点。对于一般只进行单向数据传输的站点，全双工以太并无优势可言，所以全双工以太在应用上有很大的局限性。全双工以太主要用在交换机互连的场合，尤其是Gb 以太交换机。 Win2K中，网卡与双工相关的设置在本地连接 - 属性 - 配置 - 高级里有一项“Link Speed & Duplex”，其值一般都是“Auto Detect”。建议不做改动。 交换机上有Duplex灯，如果亮表示工作在双工方式。目前，绝大多数的交换机均能自 动识别与支持双工方式，无需手工设置。 半双工 科技名词定义 中文名称：
信道复接与分接全解
北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 通信原理实验 电子信息工程学院 学生： 学号： 指导老师：王根英 日期：2015年11月16日上课时间：星期一第五节
实验六自定义帧结构的帧成形及其传输 一、实验前的准备 (1)预习帧成形及其传输电路的构成。 (2)熟悉附录b和附录c中实验箱面板分布及测试孔位置；定义相关 模块跳线的状态。 (3)实验前重点熟悉的内容： 1)明确PCM30/32路系统的帧结构。 2)熟悉PCM30/32路定时系统。 3)明确PCM30/32帧同步电路及工作原理。 (4)思考题 1)本实验中数字复接的帧结构由几个时隙组成？分别是什么内 容？ 本实验中数字复接的帧结构由4个时隙组成。分别是帧同步时隙、话路时隙、开关信号时隙、特殊码时隙。 2)本实验中的帧定位码是什么？其作用是什么？ 本实验中的帧定位码是11100100，作用是能够使接收端通过对帧同步码的检测，确定每帧的起始位置，从而能正确地进行分 路。 3)但实验中帧结构由几个比特组成？每路信号的速率是多少？ 本实验中每个时隙由8个比特组成，一个帧结构共32个比特。 每路信号的速率是64kbps，一帧的速率是256kbps。 二、实验目的 (1)加深对PCM30/32系统帧结构的理解。 (2)加深对PCM30/32路帧同步系统及其工作过程的理解。 (3)加深对PCM30/32系统话路、信令、帧同步的告警复用和分用过程 的理解。 三、实验仪器
(1)ZH5001A通信原理综合实验系统 (2)20MHz双踪示波器 四、基本原理 在PCM30/32路数字传输系统中,每个样值均编8位码,一帧分为32个时隙,通常用TS0~TS31来表示,其中30个时隙用于30路话音业务。TS0 为帧定位时隙,用于接收分路做帧同步用。TS1~TS15时隙用于话音业务,分别对应第1路到第15路的话音信号。TS16时隙用于信令信号传输,完成信令的接续。TS17~TS31时隙用于话音业务,分别对应第16路到第30 路话音信号。 在通信系统原理实验箱中,信道传输上采用了类似TDM的传输方式、定长组帧、帧定位码与信息格式。实验电路设计了一帧共含有4个时隙,分别用TS0~TS3表示。每个时隙含8比特码。其帧结构如图51所示。TS0时隙为帧同步时隙,本同步系统中帧定位码选用8位码,这8位码是11100100。应注意到,这7位码与实际中的PCM30/32路系统基群帧同步码不同,它用是能够使接收端通过对帧同步码的检测,确定每帧的起始位置,从而能够正确地进行分路。TS1时隙用来传输话音信号,实验箱中的一路电话信号的传输就是占用该时隙的;TS2时隙为开关信号,复用输入信号的状态是通过8位跳线开关来设定的,跳线插入为1,跳线拔出为0;TS3时隙用来传输特殊码序列,特殊码序列可以通过跳线开关进行选择,共有4种 码型可以选择。TS0~TS3复合成一个256kbps数据流,在同一信道上传输。 复用模块主要由帧同步码的产生、开关信号的产生、话音信号时隙的复用、特殊码时隙的复用及PCM信号的传输电路组成，分接模块主要由同步码检出、同步调整、接收定时系统、接收时隙分接电路组成。复接器系统定时用于提供统一的基准时间信号，分接器的定时来自同步单元恢复的
电话的全双工通信原理
电话全双工通信原理 电话机混合线圈工作原理 在有线电话网中，电话机是通过两条导线和电信局的交换机传送和接收电信号。如果不采取措施，发话者的音频信号必会传到自己的受话器中，使自己听到自己的讲话声音，这就是"侧音"。较大的侧音会影响接听对方的讲话，故必须减小或消除。如图2所示是一电话机的消"侧音"电路与交换机的连接示意图。图中的两个变压器是完全相同的，a、b、c、d、e、f 六个线圈的匝数相同。打电话时，对着话筒发话，把放大后的音频电压加到变压器的线圈a，从线圈c和b输出大小相等但随声频变化的电压，c两端的电压产生的电流IL通过线圈e 和两导线L、电信局的交换机构成回路，再通过交换机传到对方电话机,对方就听到发话者的声音。同时由于线圈e中有电流通过，在线圈f中也会有电压输出，放大后在自己的电话机的受话器上发出自己的讲话声，这就是上面讲的"侧音"。为了消除这个侧音，可以把线圈b的电压加在线圈d上，并通过R调节d中的电流Id。那么为达到消侧音的目的，1应与3相接；4应与2相接，并使Id等于IL。对方讲话时，音频电压通过交换机和两条导线L加到本机，那么通过R的电流为多少？（0）。 解析： 甲方向乙方送话→ 1、打电话时，对着话筒发话，把放大后的音频电压加到变压器的线圈a。假设某一时刻电流从线圈a上端流入，而且增大，根据右手螺线管定则，磁力线顺时针方向，而且磁通也量增大。 2、变化的磁场使耦合线圈c产生变化的电流，根据楞次定律，线圈c上感应的电压是上正下负，即电流从上端流出，下端流入。同理可得耦合线圈b中的电流从上端流出，下端流入。 3、由于线圈c、线圈e、两导线L和交换机构成一个回路，线圈c流出的电流从线圈e的下
单片机各种通信方式的特点和主要应用场合
单片机各种通信方式的特点和主要应用场合 串口用的比较多： RS232，用于与标准的RS232设备通讯 网卡，用于互联网或采用网卡端口的设备通讯 I2C，用于单片机自己外设或多个单片机之间通讯 CAN，工业标准，汽车中常用 并口： 并口就是直接将数据输入或输出，多少位数据就要用多少根线，此外还要加上控制线2根以上。 例如8位的数据通讯，至少用10根线。由于单片机的引脚数目有限，这种方法很不实用。 并行口现在计算机都几乎不用了。如果感兴趣，你就找以前的计算技术方面的书上还有介绍。 并口线路复杂，可靠性低，速度低，除了早期的打印机还用，也几乎没有这样的外设了。 大家好，通过前一期的学习，我们已经对ICD2 仿真烧写器和增强型PIC 实验板的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了如何用单片机来控制发光管、继电器、蜂鸣器、按键、数码管等资源，体会到了学习板的易用性与易学性，看了前几期实例，大部分都是基于单片机端口操作原理呢？ 大家是否觉得这样一个单片机系统似乎缺少点什么呢？不错，本期我们将介绍单片机与电脑通讯，使单片机与PC 机能够联机工作。 单片机除了需要控制外围器件完成特定的功能外，在很多应用中还要完成单片机和单片机之间、单片机和外围器件之间，以及单片机和微机之间的数据交换和指令的传输，这就是单片机的通信。单片机的通信方式可以分为并行通信和串行通信。并行方式传送一个字节的数据至少需要8 条数据线。 一般来讲单片机与打印机等外围设备连接时，除8条数据线外，还要状态、应答等控制线，当传送距离过远时电线要求过多，成本会增加很多。单片机的串行通信方法较为多样，传统的串行通信方式是通过单片机自带的串行口进行RS232 方式的通信。 串行通信是以一位数据线传送数据的位信号，即使加上几条通信联络控制线，也比并行通信用的线少。 因此，串行通信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间，处于两地的计算机之间，采用串行通信就非常经济。 串行通信又分为异步传送和同步传送两种基本方式。 异步通讯：异步通信传输的数据格式一般由1个起始位、7 个或8 个数据位、1 到2 个停止位和一个校验位组成。它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如图1 所示。
基于simulink的综合通信实验报告
湖南科技大学 信息与电气工程学院《课程设计报告》 题目：综合通信系统课程设计 专业：*** 班级：*** 姓名：*** 学号：***
任务书 题目综合通信系统课程设计 时间安排第七学期的第19-20两周 目的： 1、掌握通信系统的基本构成； 2、掌握通信系统工作原理； 3、了解通信系统设计的基本过程；掌握基本理论和解决实际问题的方法，锻炼学生综合分析问题解决问题的能力。 4、为学生的毕业设计和以后的工作打下良好的基础。 要求： 课程设计前，学生必须知道课程设计的目的以及教师所规定的任务及其具体要求，有针对性地进行预习和设计。课程设计时，学生必须遵守实验室纪律，严格考勤登记，服从指导老师和实验室工作人员的安排。课程设计结束后，学生必须向所指导教师提交课程设计报告，且课程设计报告要求字迹清楚，版面整洁，报告内容包括调试过程和结果以及心得体会。 总体方案实现：本课程设计主要是利用simulink、通信系统工具箱以及信号处理工具箱来完成通信系统的设计与仿真。Simulink是MATLAB提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，许多工具箱里的模块都被封装成了Simulink模块。MATLAB中的通信系统工具箱是一个运算函数和仿真模块的集合体，可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。使用MATLAB软件，设计通信系统，配置各个通信组成部分的参数，通过仿真可以得到仿真波形，很明显的可以观察到参数不同仿真结果不尽相同。 指导教师评语：
一、设计目的和任务 综合通信系统课程设计是电子信息工程专业和通信工程专业教学的一个实践性与综合性环节，是电子信息工程专业及通信工程专业各门课程的综合以及通信、信息、信号处理等基本理论与实践相结合的部分。主要是为了让学生利用所学的专业理论知识以及实践环节所积累的经验，结合实际的通信系统的各个环节，设计出一个完整综合通信系统，并进一步加深学生对通信系统的深入理解，培养学生设计通信系统的能力，为毕业设计和以后的工作打下良好的基础。 1、设计目的： 1、掌握通信系统的基本构成； 2、掌握通信系统工作原理； 3、了解通信系统设计的基本过程；掌握基本理论和解决实际问题的方法，锻炼学生综合分析问题解决问题的能力。 5、为学生的毕业设计和以后的工作打下良好的基础。 2、设计任务： 1、设计通信系统的各个环节； 2、将上述设计好的各个环节设计成一个综合通信系统。 二、设计工具介绍 本课程设计主要是利用simulink、通信系统工具箱以及信号处理工具箱来完成通信系统的设计与仿真。 1、Simulink Simulink是MATLAB提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包。它让用户把精力从编程转向模型的构造，经常与其它工具箱一起使用，实际上，许多工具箱里的模块都被封装成了Simulink模块。 2、通信系统工具箱及其功能 2.1 通信系统工具箱概述 MATLAB中的通信系统工具箱是一个运算函数和仿真模块的集合体，可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。通信系统工具箱中包含的模块
单片机之间的串行通讯
桂林电子科技大学微机与单片机接口 设 计 报 告 指导教师：吴兆华 学生：王晓鹏 学号：092011211 2010 年6月25日
一、设计题目 单片机之间的串行通讯 二、设计内容与要求 实现两个单片机之间的串行通讯，并用数码管分别显示两个单片机的数据，以验证通讯是否成功。 三、设计目的意义 当前，各种简单实用的通讯系统，使其达到数据传送稳在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，即主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。由于单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表等方面都有广泛的应用。利用单片机的串行通信技术设计一定可靠，使用方便，可扩展为DCS系统应用于工业领域，将有广泛的实际应用价值。单片机除了需要外围器件完成特定的功能外，在很多的应用中单片机之间通讯及单片机和外围器件之间的数据交换，多年来国内外在信息的处理特别是控制和信息传输通讯领域有着十分广泛的应用。 四、系统硬件原理图 图 1 系统硬件原理图 五、程序流程图与源程序 软件的设计是重要的。它的好坏直接关系设计的成功与否。软件是用C
语言完成的，需要能熟练的掌握C语言，还要熟悉AT89S52单片机。从程序流程图、通信协议、波特率计算、编写程序、编译、和烧入软件的操作，到最后的调试，是很复杂的。下面作详细介绍： 1、程序流程图 图2 程序流程图 2、 C语言程序 （1）主机的程序 #include
通信综合实验
第二篇 通信原理实训部分
一、三模块工作过程 1.1PCM/ADPCM模块 PCM/ADPCM编译码电路在JH5001－4通信原理实验系统的PCM/PAM模块中。 PCM/ADPCM编译码电路对模拟信号进行PCM/ADPCM编译码处理。实验时采用ADPCM模式：进行ADPCM编译码（编码速率32kbps）。 在通信原理通信原理实验部分中，PCM/ADPCM电路对用户接口2的信号进行PCM编码，并将译码后的模拟信号送入用户接口1。其功能组成框图见图2.2.1所示。 图2.2.1 PCM/ADPCM电路框图 PCM/ADPCM电路原理图见图2.2.2。 PCM/ADPCM模块电路工作原理：该模块由编码电路、译码电路组成。在编码电路上发送信号经运放U501A（TL082）放大后进入U502(MC145540)进行PCM或ADPCM编码，编码主时钟为BCLK（256KHz），编码输出为DT_ADPCM(FSX为编码输出的帧脉冲信号)，编码之后的信号送入： （1）PCM/ADPCM译码单元； （2）送入复接解复接模块； 在译码电路部分，对输入的PCM或ADPCM编码信号进行译码，在接收帧脉冲FSX和编码主时钟为BCLK主时钟的作用下送入U502(MC145540)译码，译码之后的模拟信号经运放U501B放大输出，送到用户接口模块1。 U503是20.48MHz晶体振荡器，供MC145540内部信号处理使用。 实验时ADPCM模块各跳线开关设置如下： 1、跳线开关K501（用于选择正常的发送话音信号还是测试信号），当K501置于1_2 时（左端），选择来自用户2接口单元的话音信号；当K501置于2_3时（右端）选
单工,半双工,全双工的含义及区别
单工,半双工,全双工的 含义及区别 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
1、单工单工就是指A只能发信号，而B只能接收信号，通信是单向的，就象灯塔之于航船——灯塔发出光信号而航船只能接收信号以确保自己行驶在正确的航线上。 2、半双工半双工就是指A能发信号给B，B也能发信号给A，但这两个过程不能同时进行。最典型的例子就象我们在影视作品中看到的对讲机一样：007：呼叫总部，请求支援，O V E R 总部：收到，增援人员将在5分钟内赶到，O V E R 007：要5分钟这么久！要快呀！O V E R 总部：…… G A M E O V E R 在这里，每方说完一句话后都要说个OVER，然后切换到接收状态，同时也告之对方——你可以发言了。如果双方同时处于收状态，或同时处于发状态，便不能正常通信了。3、全双工全双工比半双工又进了一步。在A给B发信号的同时，B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话。
A：我跟你说呀…… B：你先听我说，情况是这样的…… A和B在说的同时也能听到对方说的内容，这就是全双工。对于全双工以太，IEEE制订了全双工/流控制标准，该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。在各以太标准（10/100/1000 Base）中，除100 Base T4之外，均具有全双工能力，但在实际应用中，似乎只有Gb以太（即千兆以太）才使用全双工方式。 以太网的MAC协议是CSMA/CD，但在全双工以太中是不需要冲突检测（CD）的。这能使Gb以太突破40余米的段长限制（更准确地说是41.2m，这个数据可以根据IEEE定时规则的限制计算出来，这里就不详细介绍了）。在实际应用中如果需要网络中的某个站点能工作在全双工方式下，则必须在该站点安装支持全双工的网卡，并要求与全双工站点连接的HUB/路由器等连网设备配备有全双工端口。这样看来，如果希望工作在全双工方式下，首先要有硬件的支持。全双工以太的主要优势在于它能够在二个独立的信道上同时实现二个方向上的数据传输，借以提高链路的总带宽，所以它只适用于文件服务器一类的需要同时进行双向数据传输的站点。对于一般只进行单向数据传输的站点，全双工以太并无优势可言，所以全双工以太在应用上有很大的局限性。全双工以太主要用在交换机互连的场合，尤其是G b以太交换机。
spi 全双工通信
【转自互联网，感觉写的不错，特拿来分享】 本人的一个SPI的实例，通过SPI实现两机通讯，采用中断方式实现双全工通讯。 本例用两MEGA8515实现，连接为： MISO----MISO MOSI----MOSI SCK ----SCK /SS ----/SS 将要发送的数据加载到发送缓冲区的函数fill_tx_buffer和从接收缓冲区读出数据的函数read_rx_buffer未给出，根据各自需求请自己完成。 #define SPI_RX_BUFFER_SIZE 10 #define SPI_RX_BUFFER_MASK ( SPI_RX_BUFFER_SIZE - 1 ) #define SPI_TX_BUFFER_SIZE 10 #define SPI_TX_BUFFER_MASK ( SPI_TX_BUFFER_SIZE - 1 ) #define SET_SPI_MODE PORTB.4 #define SPI_MODE PINB.4 static unsigned char SPI_RxBuf[SPI_RX_BUFFER_SIZE]; static volatile unsigned char SPI_RxHead; static unsigned char SPI_TxBuf[SPI_TX_BUFFER_SIZE]; static volatile unsigned char SPI_TxHead; //****************************************** // SPI中断服务程序 //****************************************** interrupt [SPI_STC] void spi_isr(void) { unsigned char data; if(spi_m==0) //如果spi_m为0，表明是接收状态 { data = SPDR; //读入接受到的数据 SPI_RxBuf[SPI_RxHead-1] = data; //将接收到的数据存入接收缓存区
基于单片机的双机通信
基于单片机的双机通信 [摘要]双机通信是单片机的一个重要应用。本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现两个单片机之间的有序通信。本文详细介绍了关于基于单片机AT89C51实现的双机之间的通信的设计。软件部分采用C语言编程实现接收部分和发射部分的功能，用Protues进行仿真。软件设计完成后，将程序烧入单片机。通信的结果实用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 [关键词]51单片机;串行通信;接口
Two-machine communication based on single chip [Abstract]Dual machine communication is an important application of single chip. This course is designed to using single chip computer to complete a system, realize the orderly communication between two single-chip microcomputer. This paper introduces the realization based on single-chip microcomputer AT89C51 about the dual machine for communication between the design. Software part adopts the C programming language realization receiving part and emission, part of the Protues function, through simulation. The software design is completed, the procedure spread microcontroller. Communication results and practical to display, digital digital tube pipe, adopting look-up table display. In communication process, USES communication protocol to communicate. [Key words]51 SCM; serial communication; Interface
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