基于现有超短波电台数字化设计

基于现有超短波电台的数字化设计
【摘要】本文介绍了一种基于现有超短波电台的数字化设计方案，采用stm32单片机控制调制解调器msm7512b实现超短波的文电传输。

给出了战技术指标和主要的硬件选择，该系统因其在试验中所展现出来的体积较小、操作简单等优良性能，具有广阔的发展前景。

【关键词】超短波；数字化；arm
0 引言
广义上讲，将信息从一地传送到另一地均可称为通信，能实现信息传递的系统称为通信系统。

现代通信中根据传送信息的媒介不同，可以分为有线通信和无线通信。

有线通信是利用导线（如电缆、光缆等）来传递信息，无线通信则是利用电磁波信号可以在自由空间传播的特性进行信息交换。

有线通信具有受干扰小、可靠性强等特点使得有线网络已经得到了广泛的应用，在有线网络达不到的地方利用卫星通信已经基本实现了全球联通。

在一定距离内进行无线电通信，即超短波无线电通信仍有广泛的应用。

但是传统的超短波电台是模拟语音电台，只能进行话音通信，无法实现文本等数据的传输，不适应当前的数字化传输要求。

使得许多电台在作用的发挥方面受到众多限制。

随着计算机的广泛应用和普及，本文提出了一种方案，即采用stm32单片机控制调制解调器msm7512b与电台的话音接口相连，在不影响话音通信的前提下，实现无线电数据的发报和收报，还可以通过标准的rs-232接口与计
算机相连，利用计算机对文本数据进行编辑，通过超短波电台进行收发，实现电台的群发与选发功能，从而完善了超短波电台的应用功能，大大提高了设备利用率和服役年限。

1 系统整体设计
系统的整体设计方案如图1所示。

2 战技术指标
3 系统的硬件设计
3.1 通信处理控制系统
stm32f103zet6（stm32）为核心处理器，搭配外围电路实现对信息的实时处理、控制和储存。

stm32 是意法半导体公司开发的基于 cortex-m3（cm3）内核的 32 位 risc 处理器，cm3 内核与传统 51 内核的冯.诺伊曼结构不同，cm3 采用拥有独立指令总线和数据总线的带分支预测的三级流水线哈佛结构。

stm32f103系列微处理器主要资源和特点如下：
1）多达80个快速i/o端口，所有i/o口均可以映像到16个外部中断，端口的最大耐压值都为5v。

每个gpio都可以设置为输入方向或者输出方向。

gpio作为输入口时，可以选择是否使用内部的上拉、下拉电阻。

当gpio作为输出口时，可以选择推挽输出方式或开漏极输出方式。

2）2个12位模数转换器，多达16个外部输入通道，转换速率快、转换时间短，转换范围为0—3.6v；具有双采样和保持功能；引入了9种交互工作模式，使之可以完成相当复杂的转换序列；还提供
了温度传感器，可感知外界，但精度有限。

3）灵活的7路通用dma可以管理存储器到存储器、设备到存储器和存储器到设备的数据传输，通过dma可以使数据快速地移动，这就节省了cpu的资源来进行其他操作。

使用dma比使用cpu来执行显得快速而高效。

拥有12个独立可配置的通道每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的dma请求，它支持的外设包括：各类定时器、模数转换器及各类接口等。

4）调试模式：支持标准的20脚jtag仿真调试以及针对cortex-m3内核的串行单线调试（swd）功能。

一般默认的调试接口是jtag接口。

5）包含多达7个定时器。

6）接口资源丰富：三个usart异步串行通信接口、两个i2c接口、两个spi接口、一个can总线和一个usb接口，为实现数据通信提供了保证。

3.2 fsk调制系统
采用msm7512b芯片，它由单电源（3～5v）供电，采用的是fsk （frequency shift keying）调制解调方式，输出的信号可直接驱动600的通信电路，内含发送接收带通滤波器，具有载波检测和自环测试功能，同时内部提供输出信号放大驱动电路，其数据接口与ttl电平兼容，可与大多数微处理器连接，外围电路比较简单，可用于内置式modem、数据传输系统等场合。

其管脚封装和工作方式如下图所示：
3.3 lcd显示系统
显示屏幕选用3.0寸，真彩tft240x400分辨率的lcd显示屏。

tft （thin film transistor）是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，tft-lcd 的显示驱动原理采用逐行扫描方式，即当一行被选通以后，这一行中的各列信号同时加到列上，从而维持一个扫描行的时间，当这一时间结束后选通下一行，各列的薄膜晶体管电路施加下一行的显示电压。

从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息，是目前最好的lcd彩色显示设备之一。

3.4 按键控制系统
采用阵列扫描式按键，具有反应速度快、灵敏度高、执行率强等优点。

4 应用前景
超短波通信自问世以来即在整个通信体系中占据了重要的席位，更是战术通信网的重要组成部分。

超短波电台简单、机动灵活、成本低廉，既适合单兵背负，也可用于装车使用。

近年来，超短波技术领域不断出现的新思想、新技术给这名通信战线的老兵注入了新的活力。

本课题研究针对现有超短波电台具有“一呼百应”、只能进行模拟语音通信不能进行数字通信等难点进行数字化改造，通过背靠背的转信台为中继方式，支持超短波系统间的跨区组网。

超短波文电传输系统不仅扩展了电台的通信形式和容量，更是提升了通信距离
和控制能力。

该系统因其在试验中所展现出来的体积较小、操作简单等优良性能，在完成各项任务中能够较好的发挥其优点，满足实时安全可靠的传输要求，我们有理由相信该系统必将在未来的信息化中发挥积极稳定的作用。

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[责任编辑：王迎迎]。