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基于340MHz无线收发机的接口板设计与实现

作　者: 罗斌
导　师: 蔡敏；张永强
学　校: 华南理工大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 无线收发机 接口板 EPP CPLD
分类号: TN859
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 14次
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内容摘要


340MHz频段是工业和信息化部划分给公共安全领域应急通信无线视频传输的频段,该频段的电磁波具有很强的绕射性能,同时也可减少3G频谱资源的负担。现在许多公司都在研发这个频段的无线产品,其中无线收发机能否正常工作是产品研发的一个重要方面。为了保证无线收发机的正常工作,必须对其控制信号进行稳定的传输,因此本论文设计了基于340MHz无线收发机的控制接口板,为可靠地控制无线收发机工作打下了坚实的基础。目前,控制接口板的实现方式有很多,如采用DSP、ARM或单片机等,但成本比较昂贵,或通信接口较少。本论文选择了基于CPLD的硬件平台并选用并行端口进行接口板的设计,对成本和资源利用进行了折中。本论文的主要工作从接口板的总体设计开始,对整体设计框架做了详细的介绍,然后着重对并行接口电路、CPLD最小系统、稳压电源电路、D/A转换电路等方面进行详细的电路设计,运用Verilog HDL语言完成EPP并行接口和数据通道选择两个部分的硬件代码编写以及采用C#语言完成上位机主控程序的软件设计。本设计的改进主要有以下几方面:(1)采用CPLD器件进行信号的传输控制,保证信号的稳定性和避免了传统分立元器件搭建电路的设计复杂性;(2)数据通道的选择采用独热码编码实现状态转换,增强了系统整体的稳定性;(3)采用软件设计实现I2C总线和SPI总线,减少了CPLD的资源利用和代码设计的复杂性,也增强了设计的灵活性。最后,通过对接口板与无线收发机进行联调,调试结果表明无线收发机能够正确地发射与接收340MHz频段的信号,进一步证明接口板的设计是正确的。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-12
  1.1 项目背景  10-11
  1.2 项目来源及任务  11
  1.3 本文的结构安排  11-12
第二章 无线收发机的基本理论  12-22
  2.1 发射机基本理论  13-16
    2.1.1 直接变换法  13-14
    2.1.2 两步法  14
    2.1.3 发射机技术指标  14-16
  2.2 接收机基本理论  16-21
    2.2.1 超外差式接收机  17-18
    2.2.2 零中频接收机  18-19
    2.2.3 数字中频接收机  19-20
    2.2.4 接收机技术指标  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章 接口板总体设计方案  22-27
  3.1 340MHz 无线收发机的射频结构  22-23
  3.2 接口定义  23-24
  3.3 接口板整体设计框架  24-25
  3.4 接口板实现方案  25
  3.5 设计中的重点和难点  25-26
  3.6 本章小结  26-27
第四章 接口板的硬件详细设计  27-46
  4.1 EPP 接口电路设计  27-31
    4.1.1 EPP 并口工作原理  27-29
    4.1.2 EPP 接口的硬件电路设计  29-31
  4.2 CPLD 系统设计  31-35
    4.2.1 可编程逻辑器件芯片的选择  31-32
    4.2.2 时钟电路设计  32
    4.2.3 JTAG 接口电路设计  32-34
    4.2.4 CPLD 芯片的电源设计  34-35
  4.3 电平转换电路设计  35-36
  4.4 D/A 转换模块设计  36-38
  4.5 传输线平衡器电路设计  38-40
  4.6 电源设计  40-44
    4.6.1 7.2V 稳压电源电路设计  41-42
    4.6.2 5V 稳压电源电路设计  42-43
    4.6.3 3.3V 稳压电源电路设计  43-44
  4.7 检测端口的设计  44-45
  4.8 本章小结  45-46
第五章 CPLD 编程  46-56
  5.1 CPLD 开发工具及设计流程  46-47
    5.1.1 ISE 简介  46
    5.1.2 ISE 的开发流程  46-47
  5.2 系统的CPLD 设计与实现  47-55
    5.2.1 EPP 并行接口的具体设计与实现  48-50
    5.2.2 数据通路控制器模块的设计  50-51
    5.2.3 仿真波形图  51-55
  5.3 本章小结  55-56
第六章 接口板测试  56-64
  6.1 电源测试  56-58
  6.2 采用C#编程实现数据传输  58-63
    6.2.1 软件开发介绍  58
    6.2.2 主控应用程序设计  58-59
    6.2.3 测试结果及数据分析  59-63
  6.3 本章小结  63-64
总结  64-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间取得的研究成果  67-68
致谢  68-69
附件  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 接收设备、无线电收音机 > 其他
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