通信系统原理实验报告

四川大学电气信息学院实验报告

课程：通信系统原理

实验名称：通信系统原理设计性实验

课任老师：张奕

专业：通信工程

年级：2013级

学生姓名：余佩

学号：2013141443050

一、实验目的

● 理解信源编码和解码的原理、步骤以及方法 ● 复习并更加熟练地掌握汇编语言的编程方法 ● 学习在EMC 开发工具下编程 ● 学习使用EM78P259N 微控制器 ●

通过观测示波器了解编码

二、编码实验

1、双极性不归零码 （1）实验原理

"1"码和"0"码都有电流，但是"1"码是正电流，"0"码是负电流，正和负的幅度相等，极性相反，故称为双极性码。此时的判决门限为零电平，接收端使用零判决器或正负判决器，接收信号的值若在零电平以上为正，判为"1"码;若在零电平以下为负，判为"0"码。

（2）实验流程图

开始

将Byte2和Byte1暂存于Data_temp2和Data_temp1

中并设置编码计数值

Data_temp2,7=1? Y 输出正电平

输出负电平 输出零电平

输出零电平

结束

Data_temp2和Data_temp1分别左移 编码计数值不为0？ N

Y

N

（3）实验思路

需要在单极性不归零码的基础上，在程序的开始和结束时添加调用零电平的程序即可（4）实验程序

/*****************************双极性不归零码子程序****************************/

Coding_Bi_NRZ: MOV A,Byte2

MOV Data_temp2,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp2中

MOV A,Byte1

MOV Data_temp1,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp1中

MOV A,@16

MOV temp,A ;Byte2,Byte1中的信息共计16位需要编码输出

call pulse_zero

;=====输出16位编码=======

Bi_NRZ_LOOP:

JBS Data_temp2,7

CALL Pulse_negative ;Data_temp2.7=0,调用负脉冲子程序

JBC Data_temp2,7

CALL Pulse_positive ;Data_temp2.7=1,调用正脉冲子程序

;信息左移1位:

RLC Data_temp1 ; R(n) -> R(n+1), R(7) -> C=Data_temp1.7

RLC Data_temp2 ; C=Data_temp1.7 -> R(0)，R(n) -> R(n+1), R(7) -> C

DJZ temp ; temp-1=0?

JMP Bi_NRZ_LOOP ; NO,继续编码输出

call pulse_zero

;=======================

RET ; NRZ编码输出完毕

/*****************************************************************************/（5）实验结果

图一图二

（6）调试分析

如图一所示，输入十六进制码3456（相应的二进制为0011 0100 0101 0110），再打开示波器，波形如图二所示。

2.传号差分码

（1）实验原理

传号差分码的编码规则是用“1”和“0”表示发生电平跳变和电平不跳变，电平跳变用“1”表示，电平不跳变用“0”表示。

（2）实验流程图

开始

将Byte2和Byte1暂存于Data_temp2和Data_temp1

中，设置编码计数值和存放极性的寄存器YP并置0

输出零电平

上一位电平与当前位电

平是否改变？

输出正电平输出负电平

temp左移

编码计数值不为0？

Y

N

Y

N

输出零电平

结束

(3）实验思路

在双极性码的基础上，添加一个寄存器用于存放上一位编码的极性，再将存放极性的寄存器和存放下一位编码的寄存器进行异或。若异或结果为1，即电平发生了跳变,则输出正电平；若异或结果为0，同之前比电位没改变，则输出负电平。每次只能读出一位，所以最后再左移存放极性的寄存器，然后再进行下一次循环。

（4）实验程序

/**********************************传号差分码子程序*******************************/

Coding_DE_Mark: ;传号差分码子程序

;(对存放在Byte2,Byte1中的信息进行编码输出)

MOV A,Byte2

MOV Data_temp2,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp2中

MOV A,Byte1

MOV Data_temp1,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp1中

MOV A,@16

MOV temp,A ;Byte2,Byte1中的信息共计16位需要编码输出

call pulse_negative

YP==0x24

CLR YP

;=====输出16位编码=======

DE_Mark_LOOP:

MOV a,Data_temp2

XOR YP,a

JBS yp,7

CALL Pulse_negative ;Data_temp2.7=0,调用负脉冲子程序

JBC yp,7

CALL Pulse_positive ;Data_temp2.7=1,调用正脉冲子程序

RLC Data_temp1 ; R(n) -> R(n+1), R(7) -> C=Data_temp1.7

RLC Data_temp2 ; C=Data_temp1.7 -> R(0)，R(n) -> R(n+1), R(7) -> C

DJZ temp ; temp-1=0?

JMP DE_Mark_LOOP; NO,继续编码输出

call pulse_negative

;=======================

RET ; 传号差分编码输出完毕

/*****************************************************************************/ (5)实验结果

图三图四

（6）调试分析

如图三所示，输入十六进制码55D3（相应的二进制为0101 0101 1101 0011），经过传号差分码编码后的二进制结果为0110 0110 1001 1101。打开示波器，波形如图四所示。，理解并学会活用给新寄存器赋值，学会CLR

3.空号差分码

（1）实验原理

空号差分码的编码规则是用“0”和“1”表示发生电平跳变和电平不跳变。与传号差分码相反，空号差分码中，电平跳变用“0”表示，电平不跳变用“1”表示。

（2）实验流程图

开始

将Byte2和Byte1暂存于Data_temp2和Data_temp1

中，设置编码计数值和存放极性的寄存器YP1置1

输出零电平

上一位电平与当前位电

平是否改变？

输出正电平

输出负电平

N

Y

temp左移

Y

编码计数值不为0？

N

输出零电平

结束

（3）实验思路

由于空号差分码正电平和负电平的编码规则与传号差分码的正好相反，所以空号差分码的程序段需要在传号差分码的基础上添加一个取反的语句，即MOV A,@0XFF XOR YP1,A，将上一步骤的异或结果取反。将异或取反后的结果置于寄存器YP1中，输t 出emp的最高位再左移temp，然后再进行下一次的循环。

（4）实验程序

/******************************空号差分码子程序*************************************/

Coding_DE_Space: ;空号差分码子程序

;(对存放在Byte2,Byte1中的信息进行HDB3编码输出)

MOV A,Byte2

MOV Data_temp2,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp2中

MOV A,Byte1

MOV Data_temp1,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp1中

MOV A,@16

MOV temp,A ;Byte2,Byte1中的信息共计16位需要编码输出

call pulse_positive

YP1==0x25

MOV A,@0xFF

MOV YP1,A

DE_Space_LOOP:

MOV A,@0xFF

XOR YP1,A

MOV a,Data_temp2

XOR YP1,a

JBC yp1,7

CALL Pulse_negative ;Data_temp2.7=0,调用负脉冲子程序

JBS yp1,7

CALL Pulse_positive ;Data_temp2.7=1,调用正脉冲子程序

RLC Data_temp1 ; R(n) -> R(n+1), R(7) -> C=Data_temp1.7

RLC Data_temp2 ; C=Data_temp1.7 -> R(0)，R(n) -> R(n+1), R(7) -> C

DJZ temp ; temp-1=0?

JMP DE_Space_LOOP ; NO,继续编码输出

call pulse_negative

RET/*****************************************************************************/（5）实验结果

图五图六

（6）调试分析

如图五所示，输入十六进制码4723（相应的二进制为0100 0111 0010 0011），经过空号差分码的编码后，二进制结果为1101 0000 1001 0111。打开示波器，波形如图六所示。在设定新的寄存器时，没有掌握好寄存器的定义，将新寄存器先置0了再将立即数存进去，这样就没意义，编码就是要求精简而准确。

4.AMI码

（1）实验原理

AMI 码属于单极性码的变形，当遇0码时为零电平，当遇1码则存在两种交替转换器

极性，这样确保正负极性个数相等。编码规则：遇到编码为0时就只出现0；消息代码中的

1 传输码中的+1、-1交替。例如：消息代码:1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 AMI 码: +1 0 -1 +1 0 -1 0 +1 -1 +1

（2）实验流程图

开始

将Byte2和Byte1暂存于Data_temp2和Data_temp1

中，置YP2为0

输出零电平

Data_temp2=0？

输出零电平

YP2=0？

输出负电平

输出正电平

YP2为1 YP2为0

编码计数值不为0？

Data_temp2和Data_temp1左移一位

输出零电平

结束

Y

N

N

Y

Y

N

(3)实验思路

输入为0的时候输出为零电平，输入为1的时候为了满足极性交替的规律，需要设置标志位，给标志位计数。设标志位为1时输出正电平，标志位为0时输出负电平。同时还要在输出正电平时改变标志位加1为0，输出负电平时改变标志位加1为1。

(4)实验程序

/******************************AMI码子程序*********************************/

Coding_AMI: ;AMI码子程序

;(对存放在Byte2,Byte1中的信息进行HDB3编码输出)

MOV A,Byte2

MOV Data_temp2,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp2中

MOV A,Byte1

MOV Data_temp1,A ;将Byte2中的数据暂存于Data_temp1中

MOV A,@16

MOV temp,A ;Byte2,Byte1中的信息共计16位需要编码输出

CALL PULSE_ZERO

YP2==0x26

CLR YP2

AMI_LOOP:

JBS Data_temp2,7

JMP YY

JBC DATA_TEMP2,7

INC YP2

JBC YP2,0

CALL PULSE_POSITIVE

JBS YP2,0

CALL PULSE_NEGATIVE

JMP YY2

YY:CALL PULSE_ZERO

YY2:RLC Data_temp1 ; R(n) -> R(n+1), R(7) -> C=Data_temp1.7

RLC Data_temp2 ; C=Data_temp1.7 -> R(0)，R(n) -> R(n+1), R(7) -> C

DJZ temp ; temp-1=0?

JMP AMI_LOOP; NO,继续编码输出

call pulse_zero

RET

/*****************************************************************************/

（5）实验结果

图七 图八

（6）调试分析

如图七所示，输入十六进制码4123（相应的二进制为0100 0001 0010 0011），经过AMI 的编码后，结果为0 0+1 0 0 0 0 -1 0 0 +1 0 0 0 -1 +1。打开示波器，波形如图八所示。AMI 码实际上比较简单，主要就是要学会分情况讨论，然后设置好跳转的程序，这里出现0位一种直接调用零电平，出现1的时候则判断1的奇偶数，后面HDB3的程序也可以出这里得到灵感。

5.HDB3码 （1）实验原理

首先，将输入的原码变换成 AMI 码。然后4位4位的进行判断，检查 AMI 码中连“0”的情况,当没有发现4个或4个以上连“0”时，则不作改变，AMI 码就是 HDB3码。当发现 4 个或 4 个以上连“0”的码元串时，就将第4个“0”变成与其前一个非“0”码元同极性的码元。 将这个码元称为“破坏码元”，并用符号“V ”表示，即用“+ V ”表示“＋1”，用“－V ”表示“－1”。为了保证相邻“V ”的符号也是极性交替：当相邻“V ”之间有奇数个非“0”码元时，这是能够保证的。当相邻“V ”之间有偶数个非“0”码元时，不符合此“极性交替”要求。这时，需插入补性码，将这个连“0”码元串的第1个“0”变成“＋B ”或“－B ”。B 的符号与前一个非“0”码元的符号相反，最后让之后的非“0”码元符号从V 码元开始再交替变化，从而就能得到HDB3码。

（2)实验流程图

开始

将Byte2和Byte1暂存于Data_temp2和Data_temp1中，

定义编码时所需的各种寄存器

Data_temp2=0？

记零寄存器加一

记零寄存器是否

为4？

输出零电平

输出零电平

数值标志寄存器是否为0？

输出-B

输出+B

标志寄存器置0

标志寄存器置1

极性标志寄存器是否为0？

输出-V

输出+V

标志寄存器置0

标志寄存器置1

BU 寄存器是否为0

Data_temp2和Data_temp1左移一位

插入补性码

Y

N

N

Y

N

Y

N

Y

Y

N

（3）实验思路

根据HDB3码的规则，首先判断连0的情况，若小于4则程序正常运行，调用脉冲，出现1时候，则开始计数，根据判断B 寄存器的奇偶性判断输出正负，当连0大等于4则对V 寄存器计数，根据奇偶性判断正负，调用脉冲，同时对BU 计数，统计1的个数，判断补信码的存在，其余的正常输出。

（4）实验程序

/**************************HDB3码子程序*****************************/

Coding_HDB3:

MOV A,@0X43 MOV Data_temp2,A MOV A,@0X05 MOV Data_temp1,A MOV A,@16 MOV temp,A

b==0x27 ;定义寄存器b ，用于计数B 和B'的个数及判断极性 v==0x28 ;定义寄存器v ，用于判断V 码的个数和极性 bu==0x29 ;定义寄存器bu,用于计数B,B;V;的个数及极性 MOV A,@0

MOV b,A MOV v,A MOV bu,A LOOP_HDB3:

JBC Data_temp2,4

JMP Output_normal ;若Data_temp2第四位不为0，跳转正常输出 JBS Data_temp2,4

编码计数值不为0？

输出零电平

结束

Y

N

JBC Data_temp2,5

JMP Output_normal ;若Data_temp2第五位不为0，跳转正常输出JBS Data_temp2,5

JBC Data_temp2,6

JMP Output_normal ;若Data_temp2第六位不为0，跳转正常输出JBS Data_temp2,6

JBC Data_temp2,7

JMP Output_normal ;若Data_temp2第七位不为0，跳转正常输出

BS Data_temp2,4 ;出现四个连0

INC v

dec b

JBS bu,0 ;判断寄存器bu的值是奇数还是偶数

BS Data_temp2,7 ;偶数时，则存在补信码B'

JBS Data_temp2,7 ;奇数时，无补信码B'

JMP Output_normal ;没有加入补信码，跳转正常输出

JBC Data_temp2,7

inc bu

inc b

Output_buxinma:

JBC b,0

CALL Pulse_negative

JBS b,0

CALL Pulse_positive

JMP Output_zuoyi

Output_normal:

JBS Data_temp2,7

CALL Pulse_zero

JBS Data_temp2,7

JMP Output_zuoyi

JBC Data_temp2,7

INC b

INC bu

JBC b,0

CALL Pulse_positive

JBS b,0

CALL Pulse_negative

Output_zuoyi:

RLC Data_temp1 ; R(n) -> R(n+1), R(7) -> C=Data_temp1.7

RLC Data_temp2 ; C=Data_temp1.7 -> R(0)，R(n) -> R(n+1), R(7) -> C

BS Data_temp1,7

DJZ temp ; temp-1=0?

JMP Loop_HDB3

;(学生编写程序段)

RET ;16位编码输出完毕

/*****************************************************************************/ （5）实验结果

图十一图十二

（6）调试分析

如图十一所示，输入十六进制码861E（相应的二进制为1000 0110 0001 1110），经过HDB3编码后，结果为+B0 0 0 +V -B +B -B 0 0 -V +B -B +B -B 0。打开示波器，波形如图十二所示。

HDB3码就是将前面的码综合运用，所以分情况比较多，并且复杂。

因此我的思路就是四位四位地比较，但是这样就出现了一些考虑不周的情况导致错误的情况

错误一：没有考虑第一为为0的情况，直接给B码计数，导致不能满足首位为0的情况错误二：在用B码计数的时候没有考虑每次计数之后当左移再次到达该数的时候多记了一次1.因此输出为错误，后面添加 DEC B从而得到正确情况

错误三：没有考虑最后一位为0的情况，这样16位左移完了之后，会自动补0会多出现4位0的情况，从而影响，之后在每次左移之后加入BS DATA_TEMP1，7从而解决

6.汉明码的编码（7，4码的编码）

（1）实验原理

汉明码是d0=3、高效的（7，4）线性分组码，它有纠正单个随机差错或检测两个错误的能力。

（2）实验流程图

开始

输入原码

定义计数寄存器

输出零电平

调用汉明码编码子程序

输出8位编码

结束

（3）实验思路

根据线性分组码的计算规则，得到十进制0至15所对应的汉明码，如下图所示：

利用RETL 语句和以上表格中的数据即可编出汉明码的编码。

（4）实验程序

/************************汉明码的编码********************************/

Coding_T8: ;（7,4）线性分组码

MOV A,@8

MOV temp3,A ;定义输出计零寄存器

CALL Pulse_zero

CALL Hamming_Code

MOV temp1,A ;将累加器A中的汉明码存放到temp1中

Circle:

JBC temp1,7 ;输出汉明码

CALL Pulse_positive

JBS temp1,7

CALL Pulse_negative

RLC temp1

DJZ temp3

JMP Circle

CALL Pulse_zero

RET

;========================查表======================== Hamming_Code:

MOV A,Byte1 ;将输入数据从Byte1中存入累加器A中

ADD R2_SP,A ;通过累加器A查表得出汉明码

RETL @0 ;0

RETL @11 ;1

RETL @21 ;2

RETL @30 ;3

RETL @38 ;4

RETL @45 ;5

RETL @51 ;6

RETL @56 ;7

RETL @71 ;8

RETL @76 ;9

RETL @82 ;A

RETL @89 ;B

RETL @97 ;C

RETL @106 ;D

RETL @116 ;E

RETL @127 ;F

/*****************************************************************************/ （5）实验结果

图十三图十四

;========================查表========================

Hamming_Code:

......

7.汉明码的解码

（1）实验原理

汉明码是d0=3、高效的（7，4）线性分组码，它有纠正单个随机差错或检测两个错误的能力。

（2）实验思路

输入8位十六进制的数存于Byte2中，再将Byte2中的数值与表中存放的汉明码数值相异或，再统计异或结果中“1”的个数，即码距。若“1”的个数为一个或是0个则此时所取的汉明码的原码是所解码的数值。最后再把解码出的数值置于Byte1中输出。

（3）实验流程图

开始

（4）实验程序

/******************************汉明码的解码*******************************/

Coding_T8: ;（7,4）线性分组码

;将存放于Byte2中的信息码字(bit3~bit0)转换为（7,4）码的合法码字， ;合法码字存入Byte1(bit6~bit0)，并通过Signal 口输出到示波器 ;

;(学生编写程序段) MOV A,@7 MOV TEMP ,A

输入Byte2

Byte2与存放汉明码表中的数值

进行异或

异或结果有一个

“1”？

输出该汉明码对应的原码

异或结果有0个

“1”？

提取下一个汉明码

输出该汉明码对应的原码

结束

Y

N

Y

N