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基于ARM的NAVTEX接收机的设计与实现

作　者: 邱洪
导　师: 刘繁明
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 海上安全信息播发系统 NAVTEX接收机 射频接收 信息处理
分类号: TN851
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 7次
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内容摘要


海上安全信息播发系统(NAVTEX)是以窄带直接印字电报方式发送和自动接收航行警告、气象警告、气象预报和其它紧急信息等海上安全信息的专用广播系统,是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的重要组成部分,对保证船舶安全航行有着极其重要的作用。论文依据NAVTEX系统技术要求(GB/T 18766-2009),设计了双语、双通道NAVTEX接收机,支持同时接收国际台站(518KHz,英文播发)和国内台站(486KHz或4209.5KHz,中文播发)。论文在分析了NAVTEX系统原理及技术要求的基础上,完成了接收机总体方案设计,以TI公司的Cortex-M3系列ARM芯片LM3S9896为核心控制器,构建了包括射频接收模块,信息处理模块、液晶显示模块的硬件平台,实现了载波放大、混频、解调、译码和报文显示。在射频接收模块中实现了载波信号的镜像干扰抑制、信号放大、载波解调以及FSK解调,从而得到数字基带信号,再将数字基带信号通过电平转换电路传送给信息处理模块。同时,采用DDS作为本振源,提高了频率输出的精确度,有利于改善接收机的性能；还采用集成AGC芯片设计了AGC电路,在简化接收电路的同时提高了接收机的动态范围。信息处理模块用Cortex-M3系列ARM作为处理器,简化了外围电路,通过片上集成的USB口和网口实现了打印机和网络连接,使用SD卡作为接收机的非易失存储器用来存储报文,并采用点阵液晶直接显示报文。设计中还采用语音合成电路,有利于进-步扩展接收机的语音输出功能。同时,将JTAG电路集成到信息处理模块上,只需一根USB线即可实现与电脑的连接,使软件更新或升级更加方便。论文在上述基础上完成了电路的PCB制版,并对接收机的硬件电路和软件设计进行了调试。调试结果表明本振电路,混频电路和FSK解调电路均达到了设计要求,验证了硬件电路设计的正确性。同时,完成了包括DDS控制程序、报文译码程序、人机交互程序和报文存储程序在内的软件设计与调试,成功实现了NAVTEX报文的正确接收和显示。

全文目录


摘要  5-6Abstract  6-10第1章 绪论  10-14  1.1 课题背景及意义  10  1.2 国内外发展状况  10-12  1.3 论文主要研究内容  12-14第2章 NAVTEX系统原理  14-24  2.1 系统组成及技术要求  14-16    2.1.1 NAVTEX系统组成  14-15    2.1.2 接收机工作流程及结构  15    2.1.3 接收机性能及功能要求  15-16  2.2 NAVTEX工作原理  16-23    2.2.1 系统分区  16    2.2.2 播发方式  16-20    2.2.3 信号编码原理  20-21    2.2.4 信号格式  21-23    2.2.5 报文纠错原理  23  2.3 本章小结  23-24第3章 射频接收模块设计  24-42  3.1 射频接收模块总体方案  24-25  3.2 接收机主要设计指标  25-27    3.2.1 灵敏度  25-26    3.2.2 噪声系数及其分配  26-27    3.2.3 镜像干扰抑制  27  3.3 放大电路设计  27-29    3.3.1 低噪声放大电路  27-28    3.3.2 功率放大电路  28-29  3.4 AGC电路设计  29-31  3.5 本振电路设计  31-36    3.5.1 频率合成原理  31    3.5.2 DDS工作原理及性能  31-33    3.5.3 本振电路设计  33-36  3.6 混频电路设计  36-38  3.7 FSK解调电路  38-40  3.8 本章小结  40-42第4章 信息处理模块设计  42-50  4.1 信息处理模块结构  42-43  4.2 SD卡存储电路设计  43  4.3 人机交互电路设计  43-46    4.3.1 键盘电路  43-44    4.3.2 LCD接口电路  44-45    4.3.3 语音播放电路  45-46  4.4 电源电路  46-47  4.5 其它接口电路设计  47-49    4.5.1 电平转换和RS485通信  47-48    4.5.2 USB转JTAG设计  48-49  4.6 本章小结  49-50第5章 软件设计与系统调试  50-70  5.1 软件开发环境  50-52    5.1.1 集成开发环境(IAR)  50-51    5.1.2 配置  51-52  5.2 软件程序设计  52-63    5.2.1 DDS控制程序设计  52-53    5.2.2 报文译码程序  53-56    5.2.3 人机交互设计  56-59    5.2.4 报文存储系统设计  59-63  5.3 硬件调试  63-66    5.3.1 本振电路调试  64-65    5.3.2 混频电路调试  65-66    5.3.3 FSK解调电路调试  66  5.4 联调实验及结果分析  66-69  5.5 本章小结  69-70结论  70-72参考文献  72-76攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  76-78致谢  78-80附录A 电路板  80-82附录B SD卡SPI模式下的命令  82-83

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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 > 接收机：按形式分
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