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                电子发烧友网 > 嵌入式技术 > 正文

                以嵌入式系统为基大发快3础的数字扩频收发信机硬件设计流程※概述

                2020年01月26日 16:49 ? 次阅读

                O 引 言

                嵌入式系统就:是一个具有特定功能或╱用途的计算机软硬件结合体,或指装入另一个√设备并且控制该设备的专用计算机系统 嵌入式↙系统的最大特点是其具有目的性和针对性,即每一套嵌入式系统的开发都有其特殊的应用场合与特定功能。嵌人式系统包含硬件和软件█两部分。硬件架构以嵌入式处理器为中心,配置存储器、I/O设备、通信模块等;软件部分以软件开发平台为核心,向上提供应用编程接口API,向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包BSP。嵌入式系统中,软件和硬件紧密配合,协调工作,共同完成系统预定的功能。

                扩频通信是当今国际上高新技术热点之一,其理论基础是々香农(C.E.Shannon)的信道容量公式。该公式表明,在高香港六盒宝典资料大全斯信道中,当的信号噪声功率比SNR下降时,可用增加系统传输带宽W的办法来保持信⊙道容量C不变;对于任意给定的信号噪声功率比,可以用增大传◤输带宽来获得较低的信息差错率。扩【频技术正是利用这一原理,用高速率扩频码来达到扩展待传输数字信息带宽的目的。扩频通信系统的带宽比常规通信体制大几百倍至几千倍,故在相同信噪比的条件下,具有较强的抗噪声◣干扰能力。

                1 基于嵌入式①系统的数字扩频收发信机的硬件设计〓

                设计的基于嵌入◥式系统的数字扩频收发信机结构框图如图1所示。

                以嵌入式系统为基础的数字扩频收发信机硬件设计流程概述

                该数字扩频收发信机是双通道的(图中只ㄨ画出单一通道)。通道由语音编解码北京快三、嵌※入式微处理器、电平转换北京快三、语音数据扩频解扩调制↓解调北京快三、存及控制≡北京快三、外部存储器和射频单元北京快三组成。

                语音编解码北京快三采用PHLIPS半导体公司生↘产的低功耗立体声音频编解码芯片UDAl344TS。该芯片3.O V电源供电,可工作在L3微控制器模〓式,也可工作在静态引脚工作模式,通过模式控制◥引脚MCl(8脚)、MC2(21脚)设置为静态引脚▆工作模式(均为高▓电平),在该模式下,可〇控制的特征有系统时钟选择、数据输入/输出格式设置、重低音和静音控制以及ADC控制,这些特征是由引脚MPl(9引脚)、MP2(13引脚)、(14引脚)、(15引脚)、MP5(20引脚)控制的。

                嵌入式微处理@ 器选用公司为手持设备设计的低←功耗、高集成度基于ARlM920T核的微↘处理器。该处理器集成了16 KB指令和16 KB数据缓存、MMU、外部存储器控制器、控制器、NAND 控制器、4个DMA通道、3个通道、1个I2C总线控制→器、1个I2S总线控制器、4个PWM器和一个内部器、通用I/O口、实时时钟、8通道10位ADC和接口、USB主/从接口、SD/MMC卡接口等。

                语音数据扩频解扩调制①解调北京快三选用公司研制的※可编程单片直接序列扩频收发芯片Z87200。该芯片包括发送部分、接收部分和控制部分,它将扩频通信收发主要北京快三的各㊣个部分都集成于一块100个管脚的芯片中。发送部分包╲括了发送数据的白化处理、串并变换、差分编码、PN码产生、扩频、QPSK/调制及发,完成由数据输入到已↓调中频信号输出的扩频、调制处理。接收部分包》括中频到基带的数字下变换、PN码产生、数字ω 匹配滤波、解扩、相关峰检测、差分解调、并串转换、去白化处理、数控振荡器及位定时处▲理等,完成由数字中频信号输入到数据输出的全过程解调♂解扩处理。此外,Z87200还设置了86 B的片内寄存器,用于对芯片功能的编程设置,使得对扩频系统的设置具有灵活性,芯片具幸运快三官网有通用性〒,可与计算机或单片微处理器连接,完成对内部寄存器的编程控←制。

                电平转换北京快三采用公司的双向8通道电平转换芯片。由于嵌入式『微处理器工作电压通常是3.3 V,而直序扩频收发器Z87200工作电压通常是5 V,所以可采◎用多个来连接这两个芯片,以实现它们之间〖。的逻辑电平转换。

                锁存及控№制北京快三采用锁存器和复杂可编程逻辑器件。在通过接口控制单元向直序扩频收发器Z87200读写数↑据时,为了确保数∮据的稳定,采用锁存器对要读写的数据先进行锁存,然后才完成数据的读◥写。是公司生产的一款系列的器件,用编程设计一︾个8位同步移位寄存↙器和一个9位同步计数器,在.Max +Ⅱ开发平台♀上进行编译仿真后下载在器件上。由于直序扩频收发器Z87200被设置为突发工作模@式,为方便数据处理,可设置突发块的长度ω为8符号/帧,配合使用9位计数◆器和8位移位寄存器,每移位9次可得到真正需要的8位语音♂数据。

                射频单元采●用北京迅通科技公司的(以作为数据无线传输芯片)高性能嵌入式无线模块,它专为点对多点无线通信设计,内置数据协议々和CRC检错,可工作在430/868/915 MHz,工作电压∮在1.9~3.6 V之间,最射功率+10 dBM,高抗干扰调制,可跳频,数据速率50 Kb/s,独特的载波↘监测输出,地址匹配输出,地址就绪输出。由于与RF协议相关︼的高速信号处理部分已经嵌入在模块内□ 部,可与各种配∏合使用,也可以与DSP等高速处理器ㄨ配合使用;提供一个SPI接口,速率由微控』制器自己设定的接口速度决定,在RX(接收)模式中,地址匹配(AM)和数据准备♀就绪(DR)信号通知MCU一个有效的地址【和数据包已经各自完成,微控制器即可通过SPI读取接收的数据。在TX(发送)模式中,PTRR8000自动产生前导码和CRC校验码,数据准备就绪(DR)信号通知MCu数据传输完〓成。

                外部存储器由一块8 MB的(采用)和一块2 MB的(采用HY29LVl60)构成,主要用Ψ 于存放程序和数据。

                2 软件设计

                嵌入式系统的软件开发采用武汉创维特信〓息技术有限公司的ADT IDE集成开发环境,它提供高◎效、清晰、可视化的嵌入式软件开发平台,包括一整套完备的◥面向嵌入式系统的开发和调试工具:编辑器、编译器、链接器、工程管理器以及调试器等,它运行于WindowsNT/95/98/2000/XP,采用类似Visual Studio界面风格,支持中、英文版本。

                在用户◤的应用程序之前,需要由专门的一段代码完成对系统的初始化,即系统启动加载程◢序。当ARM微处理器上电或者复位之后,处理器从0x0取值,在这个地址处安排的程序就↘是系统启动加载程序。由于这类代码直接面对处理器内核和硬↓件控制器进行编程,故采⊙用汇编语言,其任务包括建立异常向量∏表、重构←异常向量表、初始化存储器系▆统、初始化堆栈、初始化应用程╳序执行环境、屏蔽所有中断和呼叫主应用程序。

                收发机系统的主程序主要完成芯片的初始化、接口的配置、语音数据流控制和中断处理等工作,使得收发机系统在嵌入式天津快乐十分微处理器的控制下能有效地完成语音的录人、发送、接收和播放全㊣ 过程,基于嵌入式系→统的数字扩频收发信机程ㄨ序流程图如图2所示。

                以嵌入式系统为基础的数字扩频收发信机硬件设计流程概述

                3 实验结果

                用汇编语言编写系统启动加载程序,用c语言编写嵌入式微处理器的№数字扩频收发信机程序,在ADTIDE集成开发环境ζ 下添加源代码,保存后加入到工程中进行设置和编译,通过后经过JTAG简易→调试器,将应用程序烧录到中,下载到中。将语音编解码北京快三、嵌入式微处理器、电平转换北京快三、语音数据扩频解╲扩调制解调北京快三、锁存及控制电大发快三诀窍路、外部存储器和射频单元北京快三正确焊接在板上,上电,运行程序。

                在发送端,话音通过麦克风送人语音编∏解码芯片UDAl344TS,经过语音编码处理后,产生I2-bus格式的串行语音数据通▲过标准I2S语音接口传送到嵌入式微处理器S3C2410X。S3C2410X将得到的8位语音数据存储到预先分配△好的数据区,接着将该数据◇通过同步串行接口SIO一位一位地发送到语音数据扩频解扩调制解调芯片Z87200片内进行扩频、调制等一系列处理后,得到8位数字中→频语音信号;最后,通过射』频单元PTR8000无线发送出去。

                在接收端,通过射频单▽元PTR8000到8位数字中频语音信号,送入z87200片内进行解扩、解︽调等一系列处理,得到串行语音数据信号;该ξ 信号被送入器件EPM7128SLC84-15的8位同步移位寄⊙存器;CPLD每得到一个8位语音〖数据就将该数据锁存并产生一个外部中断,通知嵌入式微处理器S3C2410X将这8位语音★数据读走;最后在S3C2410X的¤控制下将语音数据通过I2S接口传送给语音编解码芯片UDAl344TS,解码处理后∑通过播放出来。

                发送通道实现了话音录人、扩频和『调制、无线发送;接收通道实∏现了、BPSK解调、解扩◣和播放。两∩通道可同时进行;在无线传输时,采用PTR8000高性能嵌人式无线◇模块,最大传输速率〒可达20 Kb/s,最远传输●距离可达1 km左右。

                4 结 语

                阐述了嵌入式系统和扩频通信的含义,以嵌入式微处理器S3C2410X为核心,利用Z87200,UDAl344TS,PTR8000等模块设计出了数字扩频收发信机。该文∮创新点是将嵌入式技术和扩频技术融▲合在一起,同时采用ADT IDE集成开发环境调试嵌入式系统软件,用嵌入式微处理器对系◣统芯片进行编程控制,因而具有很好的灵活性和通用性;根据所提出的设▓计思路,可方便地设◣计无线通信系统,有广阔的应用前景和很好的经济效益。

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                发表于 2019-12-23 13:59? 258次阅读
                嵌入式系统平台是工业物联网发展的基石

                研华将全力推动工业物联⌒网的发展

                自2010年以来,研华即致力推︼动工业物联网发展的三阶段成长引擎-第一阶段嵌入式系统平台、第二阶段软硬....
                发表于 2019-12-19 09:53? 687次阅读
                研华将全力推动工业物联网」的发展

                电源是嵌入式系统中不可或缺的重要组成部〗分

                电源是嵌入式系统中不可缺少的重要组成部♀分,电源设计的好坏直接决定了系统设计的成败。出现电源ω设计问题的....
                发表于 2019-12-18 14:22? 324次阅读
                电源是嵌入式系统中不可或缺的重要组成部分

                你知道嵌入式怎样定义上海时时的吗

                嵌入式系统,是以应用为中心,以计ξ 算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适∞用于对功能、可靠性、成本、体积、功....
                发表于 2019-12-16 14:17? 226次阅读
                你知道嵌入式怎样定义的吗

                迎接“互联网+”风口,嵌入式系⊙统发光发亮

                “中国制造2025”指出要顺︻应“互联网+”的发展趋势,以信息化与工业化快三平台注册深度融合为主线,并将重点发展新....
                发表于 2019-12-13 14:06? 209次阅读
                迎接“互联网+”风口,嵌入式系统发光发亮

                物联□ 网热潮下嵌入式系统安全日益受关注

                有些人担心非传统联网设备的增加可能意味着为攻击者提供更多潜在切入点来入侵企业。同时,很多这些设备都属....
                发表于 2019-12-13 13:46? 174次阅读
                物联∏网热潮下嵌入式系统安全日益受关注

                USB主机方式在∮嵌入式系统中的应用

                USB主控的集成能够使嵌入式产品与各种低价、便捷的外部设备』连接。便携移动设备的发展对USB 主控装置....
                发表于 2019-12-12 14:15? 109次阅读
                USB主机方式在嵌入式系统中的应用

                Microchip公布基于RISC-V的低功耗P...

                Microchip Technology Inc.(美国微芯√科技公司)启动了PolarFire?片上....
                发表于 2019-12-11 16:55? 434次阅读
                Microchip公布基于RISC-V的低功耗P...

                嵌入式系统设计的复杂∮性如何来抑制

                现代化的代码配置器/生成器可以通过扩展我们的软件开发流程、实现①自动化并最终恢复我们对快速增◤长的可用功....
                发表于 2019-12-10 16:29? 169次阅读
                嵌入式系统设计的复杂性如何来抑制

                Linux在嵌入式系统应用∴中的探究

                计算机用于嵌入式控制设备领域的历史和计算机本身的历史神彩争霸app下载一样久远。最初的用于控♂制机电式电话交换器的通讯设....
                发表于 2019-12-10 14:33? 180次阅读
                Linux在嵌入式系▃统应用中的探究

                关于嵌入式应用框架(EAF)的探索

                EAF是Embedded Application Framework 的缩写,即嵌入式应用︾框架。
                发表于 2019-12-10 14:28? 107次阅读
                关于嵌入式应用框架(EAF)的探索

                灵动微电子♀|ELEXCON 2019深圳国际》电子...

                2019年12月19-21日,一年一度的科技大展ELEXCON深圳国际↓电子展将在深圳会展中心拉开帷幕....
                发表于 2019-12-09 21:04? 918次阅读
                灵动微电子|ELEXCON 2019深圳国际电子...

                JEDEC定义了一种串行复位协议,用以取代专用复...

                Quad和Octal SPI接口由JEDEC的扩展SPI(xSPI)标准JESD251定义,该标准提....
                发表于 2019-12-08 09:19? 911次阅读
                JEDEC定义了一种串行复位协议,用以取代专用复...

                360度看新一代示波器系列之五:使用FlexCh...

                新型FlexChannel 输入通道可Ψ以使用范围最广泛的探头,满足测量多个不同『信号的需求。
                发表于 2019-12-06 11:06? 195次阅读
                360度看新一代示波器系列之五:使用FlexCh...

                安勤科▅技最新推出◤HPC-BYT嵌入式系统

                安勤科技,为Intel物联网解决方案联盟(Intel Internet of Things Solu....
                发表于 2019-12-05 14:28? 120次阅读
                安勤科技最①新推出HPC-BYT嵌入式系统

                嵌入式软硬件系统是如何工作的

                计算机作为20世纪人类社会最伟大的发明之一,近期也∑ 逐步迈入后PC时代。后PC时代的到来也标志着嵌入式....
                发表于 2019-12-05 14:18? 532次阅读
                嵌入式软硬件系统是如何工作的

                物联网入侵嵌入式系统,安全研发仍是◣重点

                物联网正在蚕食嵌入式系统市场,它渴望获卐得更多安全性和一些╱AI。
                发表于 2019-12-04 14:11? 309次阅读
                物联网入侵嵌入式系统,安全研发仍是重点

                四个方面来讨论嵌入式系统的Boot Loader

                系统加电或复位后,所有的 CPU 通常都从某个由 CPU 制造商预先安排的▓地址上取指令。比如,基于 ....
                发表于 2019-12-03 15:50? 933次阅读
                四个方面来讨论嵌入式系统的Boot Loader

                嵌入式系统开发流〒程

                芯片级设计技术的核心是编译/综合、库/IP、测试/验证。编译/综合技术使设计者用抽象的方式▼描述所需的....
                发表于 2019-12-03 15:44? 1128次阅读
                嵌入式系统开◥发流程

                物联网的嵌入式软件系统和硬件系统详细介黑桃棋牌绍

                随着云计算、大数据、5G等新技⌒ 术的融合加快,物联网也逐步进入集成创→新、跨界融合、规模发展的新阶段。包....
                发表于 2019-12-01 09:34? 1080次阅读
                物联网的嵌入式软件系统和硬件系统详细介绍

                智能技术发展迅速,嵌入式系统迎来市场新←需

                嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大澳门新葡网站规模设备的系统。嵌入式系统通常进行大量生产,所以单个....
                发表于 2019-11-29 11:37? 180次阅读
                智能技术发展迅速,嵌入式系统迎来市场新〖需

                如何设计低功耗嵌卐入式系统

                设计低能耗系统时,我们需要关注一些非传统因素,这些因素▼涉及范围从硅芯片生产工艺技术,到基于单片机的嵌大发快三如何追和值入式平台上...
                发表于 2019-11-11 20:07? 566次阅读
                如何设〓计低功耗嵌入式系统

                2020可以参考的嵌入式系統之新兴发展应用趋势

                吾人如仔细洞察嵌入【式系统应用在现实生活中之型态,应该发现嵌入式系统已是人类生活不可或缺的】一部分!例如,人们无法...
                发表于 2019-11-11 20:02? 527次阅读
                2020可以参考的嵌入式系統之新兴发展应用趋势

                车载终端如何使用ARM设计嵌入式系统

                发表于 2019-11-11 19:58? 367次阅读
                车载终端如何使用ARM设计嵌入式系统

                如何学习C语言嵌入式系︾统编程

                不同于一般形式的软件编程,嵌入式系◇统编程建立在特定的硬件平台上,势必要求其编程语 言具备较强的硬件直接操作能力。...
                发表于 2019-11-11 19:55? 686次阅读
                如何学习C语言嵌入式系统编◢程

                ABB是如何实施嵌入式系统技术彩神官网的?

                发表于 2019-11-11 19:53? 396次阅读
                ABB是如何实施嵌入式系统技术的?

                2020年嵌入式系統产业⊙现况及技术趋势有什么可以借鉴?

                发表于 2019-11-11 19:48? 327次阅读
                2020年嵌入式系統产业现况及技术趋势有什么可以借鉴?

                汽车的嵌入式系统安全如何设置?

                当前恶意侵犯汽车电子器件的事例不胜枚举,从简单的里程表篡改,到通过移动无 线通信接口针对驾驶相关的功能进行攻击都...
                发表于 2019-11-11 19:45? 301次阅读
                汽车的嵌入式系统安全如何设置?

                嵌入式操√作系统有什么好书推荐?

                计算机技术可以说是人类历史上最重要的发明之◆一,但是业内人士担心这Ψ 一重 要技术的发展历史并没有被正确地保留下来。即...
                发表于 2019-11-11 19:43? 328次阅读
                嵌入式操作系统有什么好书推荐?