基于ARM内核的民用数字对讲机系统的设计
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技
术创新
ＡＲＭ开发与应用
《ＰＬＣ技术应用２００例》
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基于ARM 内核的民用数字对讲机系统的设计
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＣｉｖｉｌＤｉｇｉｔａｌＷａｌｋｉｅ－ＴａｌｋｉｅＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＡＲＭＫｅｒｎｅｌ
（清华大学）邱吉刚
林孝康
Ｑｉｕ，ＪｉｇａｎｇＬｉｎ，Ｘｉａｏｋａｎｇ
摘要：民用数字对讲机逐步替代传统的民用模拟对讲机已是大势所趋。为降低生产成本，本文提出了一项民用数字对讲机的系统解决方案。该方案利用ＳｏＣ技术，来设计民用数字对讲机的专用ＡＳＩＣ芯片。在分析民用数字对讲机基本结构的基础
上，本文对芯片设计的总体框架及某些关键模块如ＡＲＭ微处理器和外围接口、
语音编／解码模块、基带和射频模块、时钟信号设计等作了详细介绍。
关键词：民用数字对讲机；片上系统设计设计；专用集成电路；ＡＲＭ中图分类号：ＴＰ３３９文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓａｐｐａｒｅｎｔｔｈａｔｃｉｖｉｌａｎａｌｏｇｗａｌｋｉｅ－ｔａｌｋｉｅｗｉｌｌｂｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄｂｙｃｉｖｉｌｄｉｇｉｔａｌｗａｌｋｉｅ－ｔａｌｋｉｅ．Ｆｏｒｔｈｅｓａｋｅｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｓｃｈｅｍｅｗｈｉｃｈｕｔｉｌｉｚｅｓｔｈｅＳｏＣ（ＳｙｓｔｅｍｏｎＣｈｉｐ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅＡＳＩＣｆｏｒｃｉｖｉｌａｎａｌｏｇｗａｌｋｉｅ－ｔａｌｋｉｅ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｉｖｉｌｄｉｇｉｔａｌｗａｌｋｉｅ－ｔａｌｋｉｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｓｅｖｅｒａｌｋｅｙ
ｍｏｄｕｌｅｓｏｆｔｈｅｃｈｉｐ，ｓｕｃｈａｓｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅ、
ｖｏｉｃｅｃｏｄｉｎｇ／ｄｅｃｏｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅ、ｂａｓｅｂａｎｄａｎｄＲＦｍｏｄｕｌｅ、ｔｈｅｃｌｏｃｋｓｉｇｎａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｉｖｉｌａｎａｌｏｇｗａｌｋｉｅ－ｔａｌｋｉｅ，ＳｏＣｄｅｓｉｇｎ，ＡＳＩＣ，ＡＲＭ
文章编号：１００８－０５７０（２００６）１０－２－００１３－０３
１引言
对讲机一般分为民用对讲机和集群对讲机两类。集群对讲机为集群系统用户专用，需要基站等控制设施支持才能正常使用。民用对讲机不需要基站等设施，具有费率低、使用方便等特点，因此在物业管理、生产制造等领域得到广泛应用。与传统的民用模拟对讲机相比，融入了数字调频等现代通信技术的民用数字对讲机具有抗干扰能力强、语音清晰、易于加密等特点，而且还能提供短信息等附加业务。因此，民用对讲机逐步数字化已是大势所趋。为此，国内外众多机构投入了大量的人力、物力进行研究和开发。国内部
分高校和有关公司于２００５年１０月召开“
数字对讲机产业联盟”筹备工作会议协调相关事宜，以推动国内民用数字对讲机产业的发展。
目前已有部分公司和结构推出了民用数字对讲机的样机。但是，此类对讲机往往是在集群数字对讲机基础上改进而成，一般采用分离元件设计，结构复杂，成本较高，难以在市场上得到广泛推广。利用先进的ＡＳＩＣ（专用集成电路）技术和ＳｏＣ（片上系统）技术，可以将众多分离元件的功能集成到一块芯片上，从而可以增强设备稳定性、减小设备体积、降低生产成本。
２民用数字对讲机的系统结构
民用数字对讲机主要由控制器、语音编／解码器、信道编／解码器、
调制／解调器、射频模块Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ等部分组成。其框图如图１所示。在相互通信之前，主／被叫双方相互交换信令信息来建立呼叫连接。呼叫建立之后，用户输入的语音信号通过Ａ／Ｄ变换，语音编码，信道编码，交织和调制以后送到射频模块发射；接收端接收到无线电信号以后进行解调，信道解码，语音解码，Ｄ／Ａ变换后通过麦克输出。整个通信过程完成之后，主／被叫双方再次交换信令信息来拆除呼叫连接。其中，主控模块负责各功能模块，协调系统资源。
图１民用数字对讲机的结构框图
本文研究的目的在于利用ＳＯＣ技术，将控制器、
调制／解调、
信道编／解码器等集成在一块芯片上；同时在芯片上提供部分外设功能，如ＲＳ２３２接口、键盘接
口等，这样整个芯片就是一个完整的数字对讲机系统，示意图如图２所示。
３民用数字对讲机的ＳｏＣ设计
３．１概述
邱吉刚：博士研究生
基金项目：国家重点基础研究发展规划（９７３）计划资助，芯片的全系统仿真，编号Ｇ１９９９０３２９０３
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技术创新
中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００６年第２２卷第１０－２期
３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６《现场总线技术应用２００例》ＡＲＭ开发与应用
综合系统性能指标、生产成本等因素，拟定以
ＡＲＭ公司的ＡＲＭ９４６Ｅ－Ｓ微处理器为核心构建民用
数字对讲机的ＡＳＩＣ芯片。它的最高工作频率
１８０ＭＨｚ，采用５级流水线，性能１．１ＭＰＳ／ＭＨｚ，并支持
浮点操作。
图２民用数字对讲机ＳｏＣ示意图
整个芯片设计过程基于集成平台进行系统级开
发，从而可以缩短设计周期，提供性能更佳、成本更低
廉产品。民用数字对讲机的结构主要由三部分组成：
微处理器及外设接口、音频编／解码模块、基带及射频
模块。民用数字对讲机的ＳｏＣ结构框图如图３所示，
其中大方框所包含的部分为芯片内部模块。
３．２微处理器及外设接口
图３民用数字对讲机的ＳｏＣ结构框图
设计时，微处理器部分直接采用了ＡＲＭ公司提供
的ＡＲＭ９４６Ｅ－Ｓ微处理器ＩＰ（ＩｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌＰｒｏｐｅｒｔｙ）核。
总线控制器采用直接ＡＲＭ公司提供ＡＭＢＡ总线
ＩＰ模块，实际包括ＡＰＢ总线和ＡＨＢ总线两个模块。因
为ＡＲＭ公司提供的ＡＰＢ－ＡＨＢ总线桥只支持ＡＰＢ总
线和ＡＨＢ总线使用一个时钟域；为降低ＡＰＢ总线的
时钟频率，节省系统的功耗，自行设计了一个总线桥
模块。
ＭＰＭＣ（Ｍｕｌｔｉ－ＰｏｒｔＭｅｍｏｒｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）是一种高级
的存储器控制结构，通过ＡＨＢ总线来连接的外围设
备。由于ＡＲＭ公司的ＭＰＭＣ占用资源太多，门数多达
５５．９ｋ。因此，设计时采用了Ｓｙｎｏｐｓｙｓ公司的Ｍｅｍｏｒｙ
Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ模块，支持８位、１６位和３２位数据操作，其
门数只有５ｋ左右。通过ＭＰＭＣ控制器，可以接外部
ＳＲＡＭ和ＦＬＡＨ等存储设备。
ＶＩＣ（ＶｅｃｔｏｒｅｄＩｎｔｅｒｒｕｐｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）用于控制外围
设备向系统发起的中断，设计时直接ＡＲＭ公司提供
的ＩＰ，门数约为１３．４ｋ。
ＧＰＩＯ（ＧｅｎｅｒａｌＰｕｒｐｏｓｅＩｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）、ＳＰＩ（ＳｅｒｉａｌＰｅ－
ｒｉｐｈｅｒａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）和ＵＡＲＴ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＲｅ－
ｃｅｉｖｅｒＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）是ＡＭＢＡ总线的从属模块，连接到
ＡＰＢ总线上，用于和外部设备的数据交互。其中ＵＡＲＴ
带有完全的调整解调器接口，可用于与ＲＳ２３２类型的
串口设备互连。而ＧＰＩＯ提供了８个可编程输入输出
接口，可用于键盘的输入输出。ＳＰＩ用于供ＬＣＤ显示输
出使用。这三个模块都直接使用ＡＲＭ公司的ＩＰ模块，
门数分别为１．６ｋ、８．９ｋ和７．５ｋ。
图４基带和射频模块结构图
Ｔｉｍｅｒ和Ｗａｔｃｈｄｏｇ模块也是ＡＭＢＡ从属模块，连
接到ＡＰＢ总线之上。其中Ｗａｔｃｈｄｏｇ狗是一个３２位的１４
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术创新
ＡＲＭ开发与应用
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计数器，用于避免当软件死锁时出现的系统死机。
Ｔｉｍｅｒ用于时钟计数，并产生触发Ｗａｔｃｈｄｏｇ的时钟信号。由于该模块功能简单，自行设计了相关模块。
ＰＭＵ（ＰｏｗｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）用于实现时钟的使能、初始化、时钟分频和工作模式切换等功能。开发时自行设计了该模块。
此外还自行设计了两个输入输出模块分别用于衔接音频模块和基带模块。这两个模块的功能以及功能与ＧＰＩＯ等模块的功能基本相似。
３．３语音编／解码模块
语音编／解码模块采用清华大学微波与数字通信国家重点实验室设计的、拥有自主知识产权的ＭＰＤ－ＡＣＥＬＰ（多重脉冲散布代数码本激励线性预测）算法。该算法结合了声码器和波形编码器的优点，在ＣＥＬＰ上进行改进。通过对感觉加权误差准则、自适应码本搜索、随机码本结构和搜索以及参数的量化等方面进一步研究和优化，提高了语音合成质量和降低算法延时。ＭＰＤ－ＡＣＥＬＰ的编码速率为４ｋｂ／ｓ时，每帧长为２０ｍｓ，共８０比特。ＭＰＤ－ＡＣＥＬＰ算法的质量已经达到
４．７５ｋｂ／ｓＡＭＲ算法的水平，其ＭＯＳ得分为３．５。
该模块属于专用模块，完全自行设计。
３．４基带和射频模块
基带和射频模块主要负责数据的信道编／解码、交织／去交织、调制／解调和射频调制解调等。其结构如图
４所示。
信道编码器将语音编码模块输入比特根据重要性分为３类，其中０类比特不加保护，１类比特采用
ＲＣＰＣ（速率兼容的删截卷积码）进行卷积编码；２类比特最为关键，采用ＣＲＣ码和卷积码来保护。信道解码器采用维特比译码技术。
调制技术可采用Ｃ４ＦＭ调制方式或ＧＭＳＫ调制方式。Ｃ４ＦＭ调制方式能够支持模拟调制方式和数字调制方式，显著优势在于能够兼容现有的模拟对讲机。ＧＭＳＫ调制方式在ＭＳＫ调制方式基础上引入一个预调滤波器（高斯滤波器）。该调制方式能够保持恒定包络的特性，并通过改变高斯滤波器的３ｄＢ带宽对已调信号频谱进行控制，使带外辐射功率大大降低。
信道编／解码属于专用模块，完全自行设计。
Ｄｅｃｉｍａｔｏｒ（基频抽取器）将来自中频模数转换器送来的２．４ＭＳｐｓ的比特流转化为１５ＫＳｐｓ的１６位数据流。
Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｏｒ（基频插值器）对中频数模转换器送来的数据进行插值形成Ｉ／Ｑ两通道速率为１．２ＭＳｐｓ的数据流。以上两模块为专用模块，只能自行设计。因为系统的通信频带范围为４０９．７５０ＭＨｚ～
４１０ＭＨｚ。
并且被划分为２０个子信道，每个子信道带宽为１２．５ＫＨｚ。为此，芯片设计时采用两级混频，频率分别为３９７．８７５ＭＨｚ和２４ＭＨｚ；
３．５时钟结构设计
整个ＳｏＣ芯片采用了３个主时钟，这３个时钟都是由ＰＬＬ倍频１６ＭＨｚ晶体振荡器的时钟信号经过不同逻辑产生。其中ＡＲＭ９４６Ｅ－Ｓ的时钟由ＰＬＬ时钟信号延时直接产生；而ＡＨＢ总线的时钟由ＰＬＬ时钟分频产生；ＡＰＢ总线时钟由ＡＨＢ总线时钟反相分频产生。
其余的一些时钟信号，例如ＡＰＢ总线外设时钟（ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＴＩＭＥＲ、ＧＰＩＯ）由ＡＰＢ总线时钟门控产生；而部分接口时钟信号（语音接口）直接由外部输入。
３．５芯片封装和工作温度
民用数字对讲机ＳｏＣ芯片的封装采用ＬＱＦＰ１７６形式，尺寸是２４×２４×１．４０ｍｍ。芯片的工作温度为－４０℃到＋８５℃。
４结论
本文作者创新点在于：１、
提出了一种民用数字对讲机的芯片解决方案，相比现有的以分离元件为基础的民用数字对讲机设计方案，具有成本低，稳定性高的特点；２、
结合民用数字对讲机的特点，在ＡＳＩＣ芯片中实现了具有自主知识产权的语音编／解码和信道编／解码模块；３、提出了嵌入式ＡＲＭ微处理器应用的一条新思路；４、经过对该芯片的适当改进，可以将其应用于蓝牙、ＷＬＡＮ以及工业控制等领域，具有广阔的应用前景。
参考文献：
［１］ＥＴＳＩ．ＥＮ３００３９２－１ｖ１．２．０．ＥｕｒｏｐｅａｎＳｔａｎｄａｒｄ（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉ－ｃａｔｉｏｎｓｅｒｉｅｓ）－ＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＴｒｕｎｋｅｄＲａｄｉｏ（ＴＥＴＲＡ）；ＶｏｉｃｅｐｌｕｓＤａｔａ（Ｖ＋Ｄ）；ｐａｒｔ１：Ｇｅｎｅｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｄｅｓｉｇｎ．２００２．０９
［２］ＡＲＭ．ＡＭＢＡＴＭＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｒｅｖ２．０）．ＡＲＭＣｏ．Ｌｔｄ，１９９９［３］楚红雨等．基于ＡＲＭ的嵌入式通信控制器的设计与应用［Ｊ］．微机算计信息，２００５，９：７９
［４］郑祖辉等编著．《
数字集群移动通信系统（第２版）》．人民邮电出版社，２００５－０１．
［５］陈勇编著．集群移动通信机和对讲机原理、
使用及维修手册．电子工业出版，１９９７
［６］夏晶．ＤＷＴＳｏＣ芯片数字部分的前端设计和验证．清华大学硕士论文．北京．２００５
作者简介：邱吉刚，男，汉族，１９７６年０６月生，四川，博士研究生，清华大学微波与数字国家重点实验室，研究方向：网络路由技术和信令技术，嵌入式系统；林孝康，男，汉族，教授，博导，清华大学微波与数字国家重点实验室。
（１０００８４北京清华大学微波与数字国家重点实验室）邱吉刚林孝康
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅ＆ＤｉｇｉｔａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａ－ｔｉｏｎ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ｑｉｕ，Ｊｉｇａｎｇ
Ｌｉｎ，Ｘｉ－
ａｏｋａｎｇ
通讯地址：（１０００８４北京清华大学微波与数字国家重点实验室）邱吉刚
（收稿日期：２００６．２．２６）（修稿日期：２００６．３．１６）
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对讲机毕业设计
目录 摘要.............................................................. I Abstract........................................................... I I 前言.. (1) 第一章对讲机原理概述 (2) 1 工作原理 (2) 1．1原理框图 (2) 1．2工作原理 (2) 2 设计方案 (3) 第二章芯片介绍 (4) 2.1单片窄带调频接收电路——MC3361 (4) 1.混频 (8) 2.鉴频 (8) 2.2调频发射电路——MC2833 (10) 2.3调频接收前置电路——TA7358P (14) 2.4音频功率放大芯片——LM386 (16) 第三章对讲机电路设计 (18) 第一节电路原理框图 (18) 1 发信电路 (18) 2 收信电路 (18) 第二节电路原理图 (20) 1 发信电路 (21) 2 收信电路 (21) 3 天线及双工滤波电路 (22) 4 参数选择 (22) 结束语 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25) 附录：整机电路图
前言 古时候的通信方式有蜂火台、飞鸽传书、驿站等等，主要的目地在于传送军事情报，其传输煤介主要是利用人力和物力来达成。直到“电”问世后，才开始寻找通过使用电来通信的可能性。 经过人们的发展，在这两百年内获得重大进步，尤其是配合电子元件的进步，使复杂、便利的通信系统得以实现，并成为日常生活中不可缺少的东西。在整个通信技术发展过程中，有些科学家作出了重要的突破性贡献。例如1864年，马克斯威尔(Maxwell)导出电磁波理论，证明电磁波的存在，而赫兹1887年经由实验证明电磁波存在，这些进步使得无线通信变得可能也逐渐成真。另外，贝尔(Bell)于1875年发明电话，使声音可以直接传递，结合史卓格(Strowger)在1897年发明的自动交换机，使得电话服务得以顺利成长。由于真空管于1904年问世，促使阿姆斯壮于1918年发明超外差无线电接收机，开启无线电广阔的应用大门。 在1930年前的通信发展主要是属于类比通信的成长。在1930年以后，随着数子通信、电脑及人造卫星的产生，整体通信技术也朝向数子通信方向来发展，对人类生活的影响也更为加深。当然，这些进步也都基于电子原件由真空管、电晶体、集成电路(Integrated Circuit， IC)及超大型集成电路(Very Large Scale Integrated Circuit，VLSI)的长足进步，才能使通信系统更具方便性及操控性。随着电脑技术、通信技术与娱乐的结合，大家都希望能够更随心所欲地使用科技，无线通信技术便逐渐获得大家的青睐。大家都希望能够透过无线通信技术，使自己不再局限于有线传输设备，进而摆脱掉上述的种种羁绊。无线通信技术主要就是利用无线电波取代传统的传输线路(例如：铜线，双绞线、光纤等)，通过适当的技术，我们可以将低频的信息加在高频的载波之上，这就是我们所谓的调制（Modulation），而相反地，自高频的载波中将信息取出的技术，我们把它称之为解调(Demodulation)，而这个可以用来发射的高频载波，便称之为射频 (简称RF)。通过改变载波的波长、振幅、频率，我们就可以利用载波来表示信息。基本上，各种通信系统的资讯传送过程，以从甲地单向地传到乙地为例，其流程大约如下: 1.在甲地将要传送的信息，以电的信号表现出来。 2.将此电信号放大、编码或调制后，依据各种传输煤介特性，将信息传送到乙地。 3.在乙地将电信号收集后，经解码或解调。 4.再依原传送信息性质还原回来，在透过喇叭转换使人能听到。
嵌入式简易电子琴系统设计.
嵌入式开发试验 嵌入式简易电子琴系统设计 ARM2110实验开发板，外接矩阵键盘、蜂鸣器、LED显示屏、LED灯模块（带4.7K电阻）主程序 #include "systemInit.h" #include "buzzer.h" #include "music.h" #include "systemInit.h" #define lcden GPIO_PIN_0 //PB0; #define lcdrs GPIO_PIN_2 // 定义LED #define LED1_PERIPH #define LED1_PORT #define LED1_PIN #define LED2_PERIPH #define LED2_PORT #define LED2_PIN #define LED3_PERIPH #define LED3_PORT #define LED3_PIN #define LED4_PERIPH #define LED4_PORT #define LED4_PIN #define LED5_PERIPH #define LED5_PORT #define LED5_PIN #define LED6_PERIPH #define LED6_PORT #define LED6_PIN #define LED7_PERIPH #define LED7_PORT #define LED7_PIN #define LED8_PERIPH #define LED8_PORT #define LED8_PIN
// 定义KEY #define KEY_PERIPH2 #define KEY_PORT2 #define KEY_PIN2 //PB2; SYSCTL_PERIPH_GPIOA GPIO_PORTA_BASE GPIO_PIN_4 SYSCTL_PERIPH_GPIOA GPIO_PORTA_BASE GPIO_PIN_5 SYSCTL_PERIPH_GPIOA GPIO_PORTA_BASE GPIO_PIN_6 SYSCTL_PERIPH_GPIOG GPIO_PORTG_BASE GPIO_PIN_0 SYSCTL_PERIPH_GPIOF GPIO_PORTF_BASE GPIO_PIN_2 SYSCTL_PERIPH_GPIOG GPIO_PORTG_BASE GPIO_PIN_1 SYSCTL_PERIPH_GPIOE GPIO_PORTE_BASE GPIO_PIN_0 SYSCTL_PERIPH_GPIOE GPIO_PORTE_BASE GPIO_PIN_1 SYSCTL_PERIPH_GPIOB GPIO_PORTB_BASE GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_4 //连接方式矩阵键盘的行线接PC4~7 列线接PA0~3 unsigned char data; //PD0-PD7; unsigned char num; int guan; int jian; int numm;//lcd显示模块技术 //lcd模块 void write_com(unsigned char com) //写命令 { GPIOPinWrite(GPIO_PORTB_BASE,lcdrs,0x00); // lcdrs=0; GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2| GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7,com);//PD=com; SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000)); // 延时 5ms } void write_data(unsigned char date) { GPIOPinWrite(GPIO_PORTB_BASE,lcdrs,0xFF); // lcdrs=1; GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2| GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7,date);//PD=date; SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000)); GPIOPinWrite(GPIO_PORTB_BASE,lcden,0xFF); // lcden=1;
基于CC1101的无中心数字对讲机设计
1引言 对讲机在诸多行业领域广泛应用。虽然模拟对讲机现今 仍垄断市场，但数字通信以其更丰富的业务种类，更好的业务质量、保密性和连接性，尤其可提高频谱效率，更有效利用宝贵的频谱资源[1]，因此对讲机数字化是大势所趋。这里介绍一种基于CC1101射频器件的数字无线对讲机的语音通信技术。 2整体设计方案 虽然提供包含图像、文字、语音的综合业务是未来对讲机 的发展趋势，但鉴于对讲机的数字化研究尚处于起步探索阶段，而且语音传输仍是对讲机最广泛最重要的作用，该系统设计的核心是经语音数字化处理后通信更安全可靠，话音更清晰。此外，由于业界至今尚无统一的标准和法规，系统应留存一定的扩展和变换空间，以适应新的变化和进一步研究的需要。 得益于微电子技术的长足进步和快速发展，射频电路的灵敏度不断提高，无线接收机在相应的发送设备不工作时也会有数据解调输出，因而无线通信系统中有必要使用数据帧分组传输数据。还需要使用帧同步技术保证通信系统能从混乱的数据中识别合法的数据帧。由于在无线通信系统中存在干扰、噪声、多径、衰落等现象，使得无线通信信道在传输数字信息时经常出现误码，为此，常采用信道编码技术，在帧中增加校验码元。在无线通信中，最常用的是CRC16，它可以纠正一定程度的随机错误，但却没有能力纠正突发差错的能力，需要用交织编码的方法使其变成交错码。 此外，为保证通信的可靠性，还需要合理设置帧的长度。帧长与编码方式有关，曼切斯特编码时不要超过256字节，若采用其他方式，则不要超过64字节。采取短帧方式通信有利于降低干扰，但帧太短又会增加开销，降低效率。此外，帧的长度还受硬件系统限制，如处理器的处理能力、缓冲、天线带宽等。综合各方面因素，这里采用图1所示数据帧格式。由于语音信号一般比较微弱，根据Mu/A 律编码规则，容易出现长连“1”或长“0”情况[2]。若出现这种情况，由于长时间不出现“0”点，接收端的本地同步信号的相位会逐渐漂移，甚至失步。若采用变换归零或重新编码的方式，又有可能降低系统抗干扰能力或频带利 用率。为此，需要采用扰码技术，消除长“1”长“0”。 为了实现一对一双工通话和一对多的广播，该系统采用时分双工（TDD ）方式，分成接收和发送两个时隙，保留1.5ms 时间作为射频部分的收发转换保护。 3系统硬件设计 使用微处理器，通过软硬件的配合实现设计功能；采用 基于CC1101的设计方法，根据需求定义其内部逻辑和引脚；运用“自顶向下”和“模块化”的理念，是现代电子系统设计的特点。因而，该系统采用DSP 处理语音数据，使用MCU 以弥补DSP 控制上的缺憾，采用优秀设计的射频器以降低软件复杂度和MCU 的负荷。系统逻辑框架如图2所示。系统由射频模块、语音处理模块、MCU 模块、人机接口模块和电源模块组成。系统主处理器负责所有设备控制、任务调度、功能协调、通信协议控制。该系统采用TI 公司的MSP430F149，该器件拥有 图1 数据帧格式 收稿日期：2008-12-28 稿件编号：200812090 基金项目：国家自然科学基金资助项目（60572026）、（60871024）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（A0160419950120）作者简介：韦建超(1980-)，男，广西百色人，硕士研究生。研究方向：数字集群通信。 基于CC1101的无中心数字对讲机设计 韦建超，陈向东，陈冠，蔡镔 （西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都610031） 摘要：基于射频收发器CC1101，单片机（MCU ）MSP430F149和DSP TMS320VC5509A ，设计了一种无中心数字对讲机。详细介绍了系统的设计方案及各个模块的器件选型和电路设计，MCU 部分的软件设计以及CC1101的编程要点。关 键 词：无线通信；数字对讲机；CC1101；MSP430F149 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文件编号：1674-6236（2009）06-0001-03 Design of no center digital two -way radio based on CC1101 WEI Jian -chao,CHEN Xiang -dong,CHEN Guan,CAI Bin （School of Information Science &Technology,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China ） Abstrac t:Based on RF chip CC1101,MCU MSP430F149,DSP TMS320VC5509A,a design of no center digital two -way radio is provided.The structure of system,chip selection and hardware circuit design of all units,software design for MCU and key problems in CC1101programming are discussed in detail. Key words :wireless communication ；digital two -way radio ；CC1101；MSP430F149 第17卷第6期 Vol.17No.6 2009年6月Jun.2009 电子设计工程 Electronic Design Engineering -1-
全双工无线对讲机课程设计
学号：专业：通信工程姓名：宋腾 非线性电子线路实验设计 实验名称：双工调频无线对讲机 一、实验目的 1、在模块实验的基础上掌握调频发射机、接收机，整机组成原理，建立调频系 统概念。 2、掌握系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。 二、实验内容 1、完成调频发射机整机联调。 2、完成调频接收机整机联调。 3、进行调频发送与接收系统联调。 三、实验仪器 1、高频实验箱 2台 2、双踪示波器 1台 四、实验原理 图 19-1 无线对讲机原理框图
半双工调频对讲机组成原理框图如上图所示，发射机由音源，音频放大，调频、上变频、高频功放等电路组成。接收机则由高放，下变频、中频放大、鉴频、音频功放、耳机等部分组成。 半双工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的传输方式，从上图中可以看到，发送与接收频率同为10.7MHz，公用一根天线。收发的切换依靠10号板的J1完成。J1在没有按下去的情况下为接收状态，按下去为发送。为了避免自身的发送对接收的干扰，所以加入了电源控制。电源控制的作用是当接收电路工作时，发送电路关闭，反之亦然。 五、实验步骤 1、准备两台实验箱，分别在关电状态下按下表连线： 发送部分：
2、将3号板S1拨为“01”，S2拨为“01”，2号板SW1拨置“4.5MHz”，SW2拨置“OFF”；5号板SW1拨置“4.5MHz”；10号板SW1拨到上方。 3、打开电源，将1号板信号源调到6.2MHz，RF幅度最大。 4、调整3号板的W2，使TP8频率接近4.5MHz。 5、将2号板的W3旋到1/2处，10号板的W1，W2旋到1/3处。 6、将拉杆天线接到10号板Q1接口。 6、按下10号板的J1，对方应能听到音乐声，然后微调各单元电路，使声音最清晰。 7、将话筒插入10号板“MIC1”，SW1拨到下方实现两台实验箱人声对讲。
嵌入式电子琴设计
前言 现代的流行音乐离不开电子琴，键盘手一般是现代电声乐队的中坚力量。（单排键）电子琴、电吉他、架子鼓是流行音乐的三项主流乐器。电子琴的发明使人们可以演奏出未曾拥有的音色，丰富了人们情感的表现；电子琴创造出了许多其他乐器无法演奏出的音色，甚至自然不存在的音色，这些音色帮助了人们通过音乐表现自己的情感，在很多电视节目或者音乐作品中都有运用。电子琴的发明推动了音乐的普及，它让音乐真正成为了大众的音乐，成为了人类社会不可缺少的东西。电子琴是目前用于音乐普及教育和音乐素质培养最多的乐器，它的经济性为他在普通家庭中的普及带来了可能。 本文主要介绍的是使用LM3S8962来实现基于Cortex-M3简易电子琴系统设计的方法，本设计由嵌入式芯片LM3S8962、音乐播放、单音节按键和数码管显示为核心，辅以必要的电路，构成了一个简易的电子琴。当程序开始执行后，播放梁祝音乐，按下功能键后，切换至单音节演奏。本设计的主要内容：了解嵌入式技术的发展现状，熟悉电子琴各模块的工作原理；选择适当的芯片和元器件，确定系统电路，绘制电路原理图，尤其是各接口电路；熟悉嵌入式使用方法和编程规则，编写出相应模块的应用程序；分别在各自的模块中调试出对应的功能，并使用真实器件播放音乐，实现功能切换，验证程序的正确性。
1.课题知识介绍 1.1 Cortex-M3概述 ARM Cortex-M3处理器结合了多种突破性技术，令芯片供应商提供超低费用的芯片，仅33000门的内核性能可达1.2DMIPS/MHz。该处理器还集成了许多紧耦合系统外设，令系统能满足下一代产品的控制需求。 Cortex-M3内核主要是应用于小管脚数、低成本和低功耗的场合，并且具有极高的运算能力和极强的中断响应能力。Cortex-M3采用了新型的单线调试(Single Wire)技术，专门拿出一个引脚来做调试，从而节约了大笔的调试工具费用。同时，Cortex-M3中还集成了大部分存储器控制器，这样工程师可以直接在MCU外连接Flash，降低了设计难度和应用障碍。 CM3是一个32位处理器内核，内部数据路径是32位，寄存器是32位，存储器接口也是32位。CM3采用哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。这样一来，数据访问不再占用指令总线，从而提升了性能。为了实现这个特性，CM3内部含有好几条总线接口，每条都为自己的应用场合优化过，并且可以并行工作。但是，指令总线和数据总线共享同一个存储器空间，一个统一的存储器系统。也就是说，不是因为有两条总线，可寻址空间就变成了8G。 1.2 LM3S8962概述 LM3S8962微控制器的优势还在于能够方便的运用多种微控制器的优势还在于能够方便的运用多种ARM的开发工具和片上系统（SoC）的底层IP应用方案，以及广大的用户群体。另外，该微控制器使用了兼容ARM Thumb?的Thumb2指令集来减少存储容量的需求，并以此达到降低成本的目的。最后，LM3S8962微控制器与tellaris?系列的所有成员是代码系列兼容的，这为用户提供了灵活性，能够适应各种精确的需求。
全数字可视对讲系统设计方案
全数字可视对讲系统 设 计 方 案
莆田泰华网络信息有限公司2016年5月16日
目录 目录 (2) 第一章概述 (3) 1.1 ............................................................................................................... 项目背景介绍 3 1.2 ...................................................................................................................... 设计原则 4 1.3 ...................................................................................................................... 设计依据 5 第二章系统设计 (7) 2.1 ...................................................................................................................... 设计思路 7 2.2 ....................................................................................................... 系统总体设计架构 8 2.2.1多层小区结构设计图 (9) 2.2.2系统特点 (9) 2.3 ............................................................................................................... 系统功能简介 11 2.3.1访问对讲功能 (12) 2.3.2户户对讲功能 (12) 2.3.3三方通话功能 (13) 2.3.4安防报警功能 (14) 2.3.5视频监控功能 (15) 2.3.6电梯联动功能 (16)
单工对讲机设计(接收部分)
学士学位论文 题目：单工对讲机设计（接收部分） 论文作者： 杨炀 学 号： 0911070002 系 部： 计算机与信息工程系 专业： 电子科学与技术 指导教师： 张铁桥 论文提交日期：2013年4月18日 湖北大学知行学院 Zhixing College Of Hubei University
目录 绪论 (1) 1 对讲机工作原理 (2) 1.1.对讲机的设计框图 (2) 1.2工作原理 (2) 1.2.1发射部分 (2) 1.2.2接收部分 (2) 2 对讲机总体电路的确定 (3) 2.1发射部分 (3) 2.1.1语音放大电路 (3) 2.1.2调制电路 (3) 2.2接收部分 (4) 3 对讲机单元电路的分析 (6) 3.1对讲机的接收模块 (6) 3.2输入回路 (6) 3.3高频放大电路 (7) 3.4解调电路设计 (7) 3.5本机振荡电路 (8) 3.5.1振荡器 (8) 3.6音频功放 (9) 3.7986A型对讲机整机工作原理 (10) 4焊接安装及调试 (12) 4.1焊接安装过程过程 (12) 4.2整机调试 (13) 5对讲机发展前景 (15) 结论 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
单工对讲机设计 摘要 单工无线呼叫系统具有使用简单、不受网络限制、通话成本低、适用范围广等优点。它是在鉴频、混频等技术的基础上，利用无线电通信原理研发的一种通信方式。目前，人们对对讲机的研究已从模拟化转化为数字化。本文从无线对讲机的基本原理出发，并对各部分的功能和作用进行了分析和研究，确定了对讲机电路图[1]。 本系统的功能在于实现呼叫和通话功能。无线对讲电话的特点是可供小型单位作内部电话使用，此外由于采用成品无线模块,从而使制作变得很简单,成本也很低。对讲电话实现了内部的通话，为人们的日常生活带来了极大的方便，值得进一步推广，有很好的发展前景。电子技术的研究才刚刚开始，随着这项技术的研究逐渐深入，涉及的研究领域也将更广。希望这项技术的研究能为人们以后的生活、工作带来更大的便利，为人们提供更为舒适、完美的生活方式。本论文最后对对讲机的现状及发展前景进行分析。 【关键词】无线呼叫调频发射振荡电路
数字对讲机核心技术大揭秘
拓朋数字对讲机是采用数字技术进行设计的数字对讲机。数字对讲机则是将语音信号数字化要以数字编码形式传播,也就是说对讲机传输频率上的全部调制均为数字。只有直接采用数字信号处理器的对讲机才是真正意义上的数字对讲机,而采用数字控制信号的对讲机。如集群系统的对讲机则不属于数字对讲机。数字对讲机有许多优点，首先是可以更好地利用频谱资源，与蜂窝数字技术相似数字对讲机可以在一条指定的信道上如25KHZ装载更多用户，提高频谱利用率，这是一种解决频率拥挤的解决方案。具有长远的意义。其次是提高话音质量。由于数字通信技术拥有系统内错误校正功能和模拟对讲机相比可以在一个范围更广泛的信号环境中实现更好的语音音频质量，其接收到的音频噪音会更少些声音更清晰。最后一点是提高和改进语音和数据集成，改变控制信号随通讯距离增加而降低的弱点，与类似集成模拟语音及数据系统相比，数字对讲机可以提供更好的数据处理及界面功能，从而使更多的数据应用可以被集成到同一个双向无线通讯基站结构中对语音和数据服务集成更完善、更加方便。这三大特点使数字对讲机成为未来对讲机技术发展的必然趋势。 七十年代摩托罗拉率先将数字技术引入对讲机系统设计中1975年生产出数字语音加密的DVP对讲机。1980年研制了一套数字数据通信系统，在1991年的沙漠风暴行动中使用了35000台数字对讲机。很显然随着无线电通信技术的发展人们对无线通信质量的要求的提高以及频谱资源的日益高涨。数字对讲机必将有着巨大的需求市场。但不管数字对讲机有多广泛的应用，在对讲机技术上已经十分成熟的模拟技术，在很长一段时间内还将继续为对讲机的设计服务，向体积小、成本低、功能强、更商品化的方向发展，以满足通讯用户的不同需求。数字对讲机在短时间内不可能代替模拟对讲机这二种对讲机将发挥各自特点共同发展。到2010年为止许多厂家推出了自己定义通信协议的数字对讲机，但数字对讲机公开的标准是dPMR和DMR两个协议。dPMR协议的标准是《ETSI TS 102 490》《ETSI TS 102 658》。DMR协议的标准是《ETSI TS 102 361-1,2,3,4》。由于对讲机行业的数字化进程非常迟缓有人戏称对讲机领域是最后一个数字化的电子行业。2016年9月底拓朋科技正式加入DMR联盟（Digital Mobile Radio Association）成为核心成员。DMR联盟是一个全球性组织，旨在推动DMR成为商业领域最广泛的数字无线电标准。DMR数字集群通信标准是ETSI（欧洲通信标准协会）为了满足全球专业及商业用户对移动通信的需要而设计、制订的开放性标准。
通信原理课程设计对讲机
1任务书 设计并制作一个无线对讲机，要求采用调频方式工作，至少10米以上通话距离。2设计方案选择 方案一：发射试用调频无线送话器，接收采用集成电路KC538，具有中频放大、鉴频和音频功率放大等功能。KC538中频放大器采用三极管差分放大器，故有增益高和调配抑制比较好的特点。 方案二：采用集成电路D1800，它作为收音机接收专业集成电路，功放部分则用D2822电路具有体积小、外围元件少灵敏度极高、性能稳定等优点。 方案选择：综上电路，接收频率和工作电流都在要求范围之内，具有良好的抗干扰能力，经过比较，方案二更具有简洁性，电路布复杂。因此本系统采用方案二设计。 工作原理 该对讲收音机的原理框图如下图所示，分为接收部分和发射部分，发射部分电路采用本级振荡经调制差频后中频发射。接收部分采用相干解调方式放大输出。
接收部分原理：调频信号由TX接收，经C9耦合到IC1的19脚内的混频电路，IC1第1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4、R6、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到10.7MHz的中频信号，中频信号由IC1的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波，7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容，此时，中频信号频率仍然是变化的，经过鉴频后变成变化的电压。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。这个变化的电压就是音频信号，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从11脚输出，经过R10、C25、RP，耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。 对讲机接收结构框图如下图所示：
第1节 电子系统设计的发展趋势
(1) 电子系统设计的发展主要受以下两个技术的推动： 微电子技术——使得硅片单位面积上集成的晶体管数目越来越多。 计算机技术——软硬件技术的发展推动EDA技术的发展。 (2) 集成电路设计都是从器件的物理版图设计入手 EDA技术发展的推动 (3) 出现集成电路单元库，集成电路设计进入逻辑级，极大地推动IC产业的发展。 电子系统是IC之间通过PCB板等技术进行互联来构成的。PCB板上IC芯片之间连线的延时、PCB板的可靠性、PCB板的尺寸等因素，会对系统的整体性能造成很大的限制。 由IC互联构成的嵌入式系统设计 (4) IC互联构成的系统 (设计和工艺EDA技术 ) SOC——片上系统 SOC是指将一个完整产品的功能集成在一个芯片上或芯片组上。 SOC从系统的整体角度出发，以IP (Intellectual property)核为基础，以硬件描述语言作为系统功能和结构的描述手段，借助于以计算机为平台的EDA工具进行开发。由于SOC设计能够综合、全盘考虑整个系统的情况，因而可以实现更高的系统性能。SOC的出现是电子系统设计领域内的一场革命，其影响将是深远和广泛的。 由SOC构成嵌入式系统设计:
IC：集成电路。 ASIC：专用集成电路。 通用集成电路：FPGA、CPLD等。 SOC：属于专用集成电路。 （1）SOC： 它是指将一个完整产品的各功能集成在一个芯片中，可以包括有CPU、存储器、硬 件加速单元（AV处理器、DSP、浮点协处理器等）、通用I/O（GPIO）、UART接口和模 数混合电路（放大器、比较器、A/D、D/A、射频电路、锁相环等），甚至延伸到传感器、 微机电和微光电单元。（如果把CPU看成是大脑，则SOC就是包括大脑、心脏、眼睛和 手的系统。） SOC系统的构建一个重要特性： 使用可重用的IP来构建系统。可以缩短产品的开发周期，降低开发的复杂度。可重 复利用的IP包括元件库、宏及特殊的专用IP等，如通信接口IP、输入输出接口IP；各家 开发商开发的微处理器IP，如ARM公司的RISC架构的ARM核。SOC嵌入式系统就是微 处理器的IP再加上一些外围IP整合而成的。SOC以嵌入式系统为核心，集软、硬件于一体，并追求最高的集成度，是电子系统设计追求的必然趋势和最终目标，是现代电子系统 设计的最佳方案。SOC是一种系统集成芯片，其系统功能可以完全由硬件完成，也可以由 硬件和软件协同完成。目前的SOC主要指后者。 SOC存在的问题： SoC初衷很好，但现实中却缺乏好的解决方案。由于是基于ASIC实现SoC系统，设 计周期长、费用高昂、成功率不高而且产品不能修改显得系统的灵活性差，往往使得学术 科研机构、中小企业难以承受。但是SoC以系统为中心、基于IP核的多层次、高度复用，可实现软硬件的无缝结合，综合性高。 （2）片上可编程系统(SoPC—System on a Programmable Chip)
三防设计及其在数字对讲机结构设计中的应用
三防设计及其在数字对讲机结构设计中的应用 发表时间：2014-11-25T15:40:05.640Z 来源：《价值工程》2014年第6月上旬供稿作者：陈勇[导读] 金属外壳密封前，零部件用强紫外线进行照射，同时密封的内腔充入高浓度的臭氧，防止和抑杀霉菌，能起到有效防护作用。 Three-Proofing Design and Its Application in Configuration Design of Digital Walkie-Talkie 陈勇CHEN Yong曰徐中亮XU Zhong-liang（广州海格通信集团股份有限公司，广州510663）（Guangzhou Haige Communications Group Incorporated Company，Guangzhou 510663，China）摘要院通过对数字对讲机在严酷环境条件下产生故障模式的原因分析，得出结论：三防设计的缺失是导致对讲机失效最主要因素之一。本文以手持式数字对讲机的结构设计为研究对象，运用三防设计的设计原则和方法，优选材料，减小结构设计对产品性能的影响。从而，大大提高数字对讲机在恶劣环境中的适应性，降低产品故障率。 Abstract: By analyzing the reason of the fault of digital walkie-talkie under harsh natural environment condition, one can draw aconclusion that the default of three-proofing design is the most critical factors of causing electronics products being unable to work. Thearticle is based on configuration design of handheld digital walkie-talkie, applying rational principles and methods of three-proofing design,optimizing material and minimizing the influence of configuration design for product performance. Thereby it can highly improve productenvironmental adaptability under bad environment condition and reduce the fault rate of product. 关键词院三防设计；数字对讲机；结构设计Key words: three-proofing design；digital walkie-talkie；configuration design 中图分类号院TN802 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）16-0047-020 引言21 世纪，数字对讲机是现代指挥专用的主要无线通信方式，在实际的工作状态中，所发生的故障约一半是由环境因素导致的，其中90%以上是由温度、盐雾、湿度、霉菌和振动造成的。换句话说，设备的可靠性与环境因素有着重大关系。 在电子通信行业中，三防设计一般定义为防潮热设计、防盐雾设计和防霉菌设计。电子装备的“三防”性能，已成为系统整机重要的性能指标之一。随着现代通信技术的高速发展，工程师越来越重视三防设计，采用三防技术设计的数字对讲机，能有效降低设备的故障率，提高产品可靠性和适应使用环境能力。因此，加强产品的三防结构设计，减小环境对设备性能的影响，是产品设计中的重要环节。 1 结构设计对产品性能的影响专用数字对讲机使用环境比较恶劣，采用三防技术设计的产品可适应野战的高低温，潮热，盐雾等严酷气候条件，并且能够长期稳定、可靠地工作。三防结构设计是三防设计完善与否的关键之一[1]，通过结构设计体现出三防设计的要求。因此，在电子设备的产品设计中，整机结构设计是否合理，不仅决定产品的成本高低，同时影响产品的使用性能。 当前，数字对讲机的结构设计存在诸多缺陷，主要体现以下方面：淤密封性差，防水防潮性能弱，导致对讲机在雨天或者潮湿气候条件下不能正常使用；于材料选择或者工艺处理不当，导致产品在盐雾环境使用时不能有效抵抗盐雾腐蚀，甚至断裂；盂我国南方及沿海地区气候较潮湿，产品放置一段时间后就会发霉。 为解决上述不合理问题，需将三防设计的原则和方法融入结构设计中，从而提高对讲机的环境可适应性，机械性能以及电气性能。 2 三防结构设计三防技术是涉及结构设计、电子元器件装配以及工艺和生产技术管理等内容的综合性系统工程[2]，其中结构设计为主要内容。运用三防设计的原则和方法，解决数字对讲机结构设计存在的不合理问题，主要考虑如下几点：2.1 防潮热结构设计在三防设计中，防潮热设计主要是防水设计。数字对讲机由于体积小、重量轻、电子元器件之间的间隙小，其采用的防潮热设计方法如下：淤优选防火、防锈蚀的合金材料；于在数字对讲机表面涂覆保护层以防止锈蚀；盂整机采用外壳密封防水，将电子元器件与周围环境隔离，不与外界的空气、水或其他腐蚀介质接触。 依照《GB4208-93 电子产品外壳防护等级》标准，手持式数字对讲机属于外壳结构防水且不怕腐蚀的小型通信设备，其整机的防水等级为IPX7。为便于更快、更直观地检测产品的气密性，采用充气检测法代替浸渍试验。表1 为数字对讲机气密检测的试验参数。 为达到要求的防水等级，数字对讲机结构设计时主要采用防水圈、防水双面胶及局部封胶等防水形式。如果防水等级要求比较高，可采用二次啤塑及超声波焊接方式防水[3]。以手持式数字对讲机为例，具体防水结构设计如下：淤受话器前腔的出声孔使用防水透气膜，既起到防水作用，也可以透气透声。 于采用硅橡胶密封圈防水方式。1）前壳和中壳以及中壳和后盖配合处采用截面为圆形，邵氏硬度为45依5毅的硅橡胶密封圈防水，使数字对讲机成为一个密闭的腔体；2）功能旋钮和中壳局部配合处采用O 型圈密封；3）硅胶按键周圈设计的半圆型凸台与前壳配合起到防水作用。 盂采用防水胶的密封方式。如视窗玻璃和前壳，充电座周圈与后盖之间的配合面可以采用3M 双面防水胶，以起到密封防水作用。 榆电池上，下壳体材料都为PC 或ABS，通过超声波焊接的方式，将电池上下壳体焊接为一整体，同样可以达到良好的密封防水效果。 2.2 防盐雾腐蚀的结构设计盐雾环境会引起手持式数字对讲机的腐蚀，甚至影响整机的使用性能。按照《GB/T242 3.17 电子产品防盐雾测试》的试验方法：需要将对讲机放置在氯化钠含量为5依1%的盐溶液，温度为35依2益的试验箱中，承受连续喷雾时间为48h 的试验，且连续喷雾每24h 检测一次盐雾的沉降率和pH 值。试验结束后，检测喷雾后收集液的pH 值是否在6.5耀7.2 范围内，并将设备在正常的试验大气条件下放置48h，然后进行全面直观检查及性能检测，如果没有任何盐雾腐蚀迹象，样品试验合格。图1 所示，盐雾试验样品为镁合金AZ91B，采用阳极氧化处理，可以抗连续盐雾试验48h。
对讲机设计介绍
TI杯XX省大学生电子设计竞赛 设 计 报 告 单边带调幅对讲机
摘要：本对讲机系统采用单边带调幅(SSB)方式完成语音和数据的传输，通过使同一机器的发射和接收工作在不同频率实现全双工通信。超外差结构使接收机接收灵敏度高并具有自动增益控制（AGC）功能和信号强度指示。使用自制单边带晶体滤波器滤除载波及上边带以产生单边带信号。使用数字锁相环产生混频级本振，使得发射频率可在小范围内调整，实现多频道通信。 关键字：单边带超外差全双工多频道 Abstract：The interphones use Single Side Band (SSB) mode to fullfill the sound and data transmission ,and two different frequencies used by the stransimitter and the receiver respectly to make it possible to achieve the full-duplex communication.The sensitivity of the receiver benifits from the superheterodyne architecture.The Automatic Gain Control(AGC) and the indication of the intensity of the signal are also https://www.360docs.net/doc/6815694248.html,ing the self-made crystal filter to remove the carrier and USB.The digital PLL used by the mixer make it possible to change the frequency in a small scale and communicate in multi-channel. Keywords：SSB Superheterodyne Full-duplex Multi-channel
基于嵌入式平台的数字对讲机设计
文章编号:1004-9037(2012)增刊-0235-06 基于嵌入式平台的数字对讲机设计及实现 阮铭清 刘 夙 李耀华 张绍游 叶晓勇 张贻雄 (厦门大学信息科学与技术学院,厦门,361005) 摘要:与传统模拟对讲机对比,数字对讲机由于频谱利用率高、抗干扰能力强、对数据业务的良好支持等优点受到更多的关注。本文采用T I 嵌入式芯片设计了一个数字对讲机实现方案。该方案以T I O M A P L 138为主处理器,以欧洲的数字专用无线电对讲机(D igital pr iv ate mobile radio ,DP M R )协议为通信协议标准。语音编解码采用软件编程的方式。本文设计的数字对讲机具有语音质量好、业务可拓展性强等优点。关键词:数字对讲机;数字专用无线电对讲机协议(DPM R);语音编解码中图分类号:T N 924+.2 文献标识码:A 基金项目:福建省高校产学合作科技基金(2011H6028)资助项目。 收稿日期:2012-06-10;修订日期:2012-10-13 Design and Implementation of Digital Interphone Based on Embedded Platform Ruan Mingqing ,L iu S u ,L i Yaohua ,Zhang Shaoy ou ,Ye X iao y ong ,Zhang Yix iong (Scho ol of I nfo r matio n Science and Eng ineering ,X iamen U niv ersit y,X iamen,361005,China ) Abstract :Compared w ith the tr aditio nal analog inter phone,the dig ital interphone is paid m uch attention for its hig h spectrum efficiency ,strong imm unity to interference and favo rable sup-por t of data service.An implem entation scheme of dig ital interphone based o n TI embedded chips is designed .In the scheme ,T I OMAPL 138is selected as CPU ,and the European digital interphone protocol,digital private mobile radio (DPM R)as the co mmunicatio n protocol.The speech CODEC is realized through so ftw are pro gramm ing.The digital interphone by the schem e has adv antages in ex cellent speech quality and w ide expansibility . Key words :dig ital interphone;digital private mobile radio (DPM R)pr otoco l;speech CODEC 引 言 对讲机通信作为一种专业无线通信,在应急通 信、集群调度、即时通信等方面有着独特优势,被广泛应用于公安、消防、救护、石油化工和民用的建筑施工、酒店餐厅、物业管理、学校、商场等领域,在国民经济生活中具有重要作用。当前对讲机主要以模拟对讲机为主,随着经济社会的发展,对讲机用户不断增多以及频谱资源的日益紧张,模拟对讲机相互干扰及通信拥堵问题日益突出[1] 。 数字对讲机是在其内部将语音信号进行数字化处理,并可以拓展其他数据应用业务功能的对讲机。作为模拟对讲机的更新换代产品,数字对讲机融入了数字调频等现代通信技术,与传统的模拟对 讲机相比在以下4方面具有着无法比拟的优势:(1)频率利用率高。一路语音信号占用一个信道,信道带宽为6.25kHz 或者12.5kHz [2],而传统模拟 对讲机信道带宽为25kHz,从而很好地解决了当前频谱资源日益缺乏的难题。(2)语音质量好。数字技术抗干扰能力强,可过滤噪音并重新构造信号,因此用户的通话将更加清晰。数字对讲机使无线通讯的有效覆盖范围提高,拥有比模拟技术更优良的语音质量,用户可由此轻松应对现场不断变化的工作环境。这些优点均得益于窄带编解码器的应用以及数字纠错技术。(3)能提供数据应用等附加业务。由于数字对讲机内部设有数字信号处理机制,因此可以增加若干有关数据应用的扩展功能,例如文本信息、视频信息、遥测数据等无线传输等。(4)易于加密。在模拟信道上,语音信号很容易被监听。数 第27卷增刊2012年11月数据采集与处理Jo urnal of Dat a Acquisitio n &Pr o cessing V o l.27No.S 2No v.2012