四川大学
电子信息专业实验报告
课程通信原理实验
实验题目振幅键控、移频键控、移相键控调制与解调实验
学生姓名评分
学号班级
同实验者
实验时间地点
电子信息学院专业实验中心
一、 实验目的
1. 掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法。
2. 掌握用键控法产生2ASK 、2FSK 信号的方法,以及2ASK 相干解调、2FSK 过零解
调的原理 3. 掌握相对码波形与2PSK 信号波形之间的关系。 4. 掌握2ASK 、2FSK 信号的频谱特性。
二、 实验内容(含技术指标)
1. 观察绝对码、相对码波形。 2. 观察2ASK 、2FSK 信号波形。 3. 观察2ASK 、2FSK 解调信号波形。 4. 观察2FSK 过零检测解调器各点波形。
三、 实验仪器(仪器名称、型号,元器件名称、清单,软件名称、版本等)
1. 信号源模块。 2. 数字调制模块。 3. 数字解调模块。 4. 数字示波器一台。 5. 连接线若干。
四、 实验原理(基本原理,主要公式,参数计算,实现方法及框图,相关电路等)
调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数值调制。由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量,当用二进制信号分别调制这三种参量时,就形成了二进制振幅键控(2ASK )、二进制移频键控(2FSK )、二进制移相键控(2PSK )三种最基本的数字频带调制信号,而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。
(一)2ASK 调制与解调原理
1。.2ASK 调制。在振幅键控中载波幅度是随着基带信号而变化的。将载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断,即用载波幅度的有或无来表示基带信号的1或0,这样就可以得到2ASK 信号这种二进制振幅键控方式称为通——断键控,2ASK 典型的时域波形如图3-22所示其时域数学表达式为 2()*c o s A
S K
n c S t a A t
ω= (3-15)
式中,A 未调载波幅度,c ω为载波角频率,n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元
101n P
a P
?=?
-?出现概率为出现概率为(3-16)
3-22 2ASK 信号的典型时域波形
综合式3-15和3-16,令A=1,则2ASK 信号的一般时域表达式为 2()ASK S t =()n s n a g t nT ??-??
∑c o s ()c o s
c c t s t t ω=ω
式中
1
1
22
s s s T T T 为码元间隔,g(t)为持续时间【-
,】内任意波形形状的脉冲(分析时一般设为归一化矩形脉冲),而S (t )就是代表二进制信息的单极性脉冲序列。(见图3-23)
为了更深入掌握2ASK 信号的性质,除时域分析外,还应进行频域分析。由于二进制序列一般为随机序列,其频域分析的对象应为信号功率谱密度。设g (t )为归一化矩形脉冲,若g (t )的傅氏变换为 g (f ),s(t),则g(t)为二进制随机单极性脉冲序列,且任意码元为0的概率为P ,则S (t )的功率谱密度表达式为
2
2
2
2
s ()(1)()(1)(0)()
(318)
sin 1();s s s s
s
s s
P f f P P G f f P G f T G f T f fT T ξπρπ=-+--??==?
???
式中
并与二进制序列的码元速率S R 在数值上相等。可以看出,单极性矩形脉冲随机序列含有直流分量。2ASK 信号的双边带功率谱密度表达式为
[]
22
22
22
1
()(1)()()4
1(1)(0)
()()(319)
4
ASK s c c s c c P f f P P G f f G f f f P G f f f f ξξ??=
-++-+
??-++--
式3-19表明2ASK 信号的功率谱密度有两部分组成:
(1)由g(t)经线性幅度调整所形成的双边带连续谱;
(2)由被载波分量确定的载频离散谱。图3-24为2ASK 信号的单边功率谱示意图
对信号进行频域分析的主要目的是确定信号的带宽。在不同的应用场合,信号的带宽有不同的定义,但最常用和最简单的带宽定义是以功率谱主瓣宽度为度量的“谱零点带宽”,这种带宽定义特别适用于功率谱主瓣包含大部分信号功率的信号。显然,2ASK 信号的谱零点带宽为
[]202()()2()ASK c S c s s S
B f R f R f R H z T =+--==
3-20
式中S R 为二进制序列的码元速率,它与二进制序列的信息率(比特率)b R (bit/s )在数值上相等。
2ASK 信号的产生方法比较简单。首先,因2ASK 信号的特征是对载波的“通—断键控”,用一个模拟开关作为载波的输出通断控制门由二进制序列S (t )控制门的通断,S (t )=1时开关导通,S (t )=0时开关截止,这种调制方式称为通断键控法。其次2ASK 信号可视为S (t )与载波的乘积,故用模拟乘法器实现2ASK 调制也是很容易想到的一种方法,称其为乘积法。在这里,我们采用的是通断键控法,2ASK 调制的基带信号和载波信号分别从“ASK 基带输入”和“ASK 载波输入”输入,其原理框图如图3-25所示。
3-25 2ASK 调制原理框图
2。.2ASK 解调。2ASK 解调有非相干解调(包络检测法)和相干解调(同步检测法)两种方法,相应的接收系统原理框图如图3-26所示
图3-26 2ASK 解调原理框图
我们采用的是包络检波法,2ASK 调制信号从“ASK-IN ”输入经CA03和RA02组成的耦合电路至半波整流器(由DA02,DA03组成),半波整流后的信号经电压比较器UA01(LM339)与参考电位比较后送入抽样判决器进行抽样判决,最后得到解调输出的二进制信号。标号为“ASK 判决电压调节”的电位器用来调节电压比较器UA01的判决电压。判决电压过高,将会导致正确的判决结果的丢失;判决电压过低,将会导致解调结果中含有大量错码,因此,只有合理选择判决电压,才能得到正确的解调结果。抽样判决用的时钟信号就是2ASK 基带信号的位同步信号,该信号从“ASK-BS ”输入,可以从信号源直接引入,也可以从同步信号恢复模块儿引入。在实际应用的通信系统中,解调器的输入端都有一个带通滤波器滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰的条件。本实验中为了简化实验设备,在调制部分的输出端没有加带通滤波器,并且假设信道是理想的,所以在解调部分的输入端也没有加带通滤波器。
(一)2FSK 调制与解调原理
1 2FSK 调制。2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的,被调载波的频率随二进制序列0,1状态而变化,即载频为0f 时代表传0,载频为1f 时代表传1,。显然。2FSK 信号完全可以看成两个分别以0f 和1f 为载频,以n a 和n a 为被传二进制序列的两种2ASK
信号的组合。2FSK 信号的典型时域波形如图3-27所示 一般时域数学表达式为 20
1()()c o s ()c o
s F
A K n s
n s
n n S t a g t nT t a g t nT t ωω????
=-+-??????
??
∑∑ 3-21 式中,
00112,2,0
1
1n n n f f a a P a P
ωπωπ==?=?
-?是的反码,即
概率为概率为
1
a 1n P
?=?
-?概率为P 0
概率为
因为2FSK 属于频率调制,通常可定义其频移键控指数为
1010
s
s
h f f T f f R =--=
显然,h 与模拟调频信号的调频指数的性质是一样的,其大小对已调波带宽有很大影响。2FSK 与2ASK 信号的相似之处是含有载频离散频谱分量,也就是说,两者均可以采用非相干方式进行解调。可以看出当h<1时,2FSK 的功率谱与2ASK 的极为相似,呈单峰状;当h 》1时,2FSK 信号的功率谱呈双峰状,此时信号的带宽近似为
2102()F
S K
s
B f f R H z =
-+ 2FSK 信号的产生通常有两种方式:①频率选择法;②载波调频法。由于频率选择法产
生的2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和,在二进制状态码元转换时刻,2FSK 信号的相位通常是不连续的这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号,这时的已调信号出自同一个振荡器,信号相位在载频变化时始终是连续的,这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛,使信号功率更集中于
信号的带宽内。在这里,我们选择的是频率选择法,其调制原理框图如图3-28所示。
由图可知,从“FSK基带输入”输入的基带信号分为两路,一路经U404(LM339)反相后接至U405B(4066)的控制端,另一路直接接至U405A(4066)的控制端。从“FSK载波输入1”和“FSK载波输入2”输入的载波信号分别接入U405A和U405B的输入端。当基带信号为1时,模拟开关U405A打开,U405B关闭,输出第一路载波;当基带信号为0时,U405A关闭,U405B打开,此时输出第二路载波,再通过相加器就可以得到2FSK调制信号。
3-28 2FSK调制原理框图
2 2FSK解调。2FSK解调原理:
2FSK有多种方法解调,如包络检测法,相干解调法,鉴频法,过零检测法及差分检波法等,相应的接收系统的原理框图如图3-29所示。
3-29 2FSK解调原理框图
这里采用的是过零检测法对2FSK信号进行解调。大家知道,2FSK信号的过零点数随不同载频而异,故检出过零点数就可以得到关于频率的差异,这就是过零检测法的基本思想。用过零检测法对FSK信号进行解调的原理框图如图3-29c所示。其中整形1和整形2的功能类似于比较器,可在其输入端将输入信号叠加在2.5V上,可把输入信号进行硬限幅处理。这样,整形1将2FSK信号变为TTL电平;整形2和抽样电路共同构成抽样判决器,其判决电压可通过标号为“2FSK判决电压调节”的电位器进行调节。单稳1和单稳2分别被设置为上升沿触发和下降沿触发,他们与相加器UA05(74HC32)一起共同对TTL电平的2FSK 信号进行微分,整流处理。电阻RA14与RA16决定上升沿脉冲宽度与下降沿脉冲宽度。抽样判决器的时钟信号就是2FSK基带信号的位同步信号,该信号从“FSK-BS”输入,可以从信号源直接引入,也可以从同步信号恢复模块引入。
【模块说明】
(一)信号输入点参考说明
数字调制模块:
ASK基带输入:ASK基带信号输入点
ASK载波输入:ASK载波信号输入点
FSK基带输入:FSK基带信号输入点
FSK载波输入1:FSK第一路载波信号输入点
FSK载波输入2: FSK第二路载波信号输入点
数字解调模块:
ASK-IN:ASK调制信号输入点
ASK-BS:ASK解调位同步信号输入点
FSK-IN:FSK调制信号输入点
FSK-FS:ASK解调位同步信号输入点
(二)信号输出点参考说明
数字调制模块:
ASK调制输出:ASK调制信号输出点
FSK调制输出:FSK调制信号输出点
数字解调模块:
OUT1:ASK调制信号经耦合电路后的输出点
OUT2:ASK信号经二极管检波电路后的信号输出点
OUT3:ASK检波后的信号经低通滤波器后的信号输出点
ASK-OUT:ASK解调信号经电压比较器后的信号输出点(未经抽样判决)
ASK解调输出:ASK解调信号输出点
单稳输出1:FSK调制信号经单稳(UA04A74HC123)的信号输出点
单稳输出2:FSK调制信号经单稳(UA04B 74HC123)的信号输出点
过零检测:FSK解调信号经过零检测后的信号输出点
FSK-OUT:FSK解调信号经电压比较器后的信号输出点(未经抽样判决)
FSK:FSK解调信号输出点
OUT4:模拟乘法器信号输出点
【实验步骤】
1将信号源模块,数字调制模块,数字解调模块,同步信号提取模块小心的固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再分别按下四个模块中的开关POWER1,POWER2,对应的发光二极管LED001,LED002.,D400,DA00,DA01,D500,D501发光,按一下信号源模块的复位键,四个模块均开始工作。
3ASK调制与解调实验:
(1)将信号源产生的码速率为15.625KHz的NRZ码的64KHz的正弦波(幅度为三伏左右)分别送入数字调制模块的信号输入点“ASK基带输入”和“ASK 载波输入”。以信号输入点“ASK基带输入”的信号为内触发源,用双踪示波器同时观察点“ASK基带输入”和“ASK调制输出的波形”,并将这两点的信号送入频谱分析模块进行分析,观察其频谱。
(2)改变送入的基带信号和载波信号,重复上述实验。
(3)用信号源产生的NRZ码为基带信号,合理连接信号源模块与数字调制模块,使数字调制模块的信号输出点“ASK调制输出”能输出正确的ASK调制波形。
(4)将“ASK调制输出”的输出信号送入数字解调模块的信号输入点“ASK-IN”,观察信号输出点“ASK-OUT”处的波形,并调节标号为“ASK
判决电压调节”的电位器,直到该点观察到稳定的NRZ码。将该点波形送入
同步信号提取模块的信号输入点“NRZ-IN”,同步信号提取模块的信号输出点
“位同步输出”输出的波形送入数字解调模块的信号输入点“ASK-BS”,观
察输出点“OUT1”“OUT2”“OUT3”“ASK解调输出”处的波形,并与信号
源产生的NRZ码进行比较。
(5)改变信号源产生的NRZ码的设置,重复上述观察。
(经实验指导老师签字认可的原始数据记录纸或添加页粘贴处)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
五、实验步骤(实验关键操作步骤,仪器、电路及器件选择使用,原程序及关键指
令注释等)
六、实验数据(测量数据波形曲线或数据列表,标明单位及测量数据的有效位数)
七、实验数据分析(对实验结果的评价,误差分析,出现原因及排除方法,回答思
考题等)
八、参考文献
九、实验体会(对实验的看法、改进建议等)
北京城市学院信息学部考试试卷A 2011-2012学年第一学期期末 课程名称:现代通信原理 使用班级:无线网专 考试时间:150分钟 考试形式:闭卷 共3页,共五道大题 空白答题纸4页 请在答题纸上作答,答在试卷上成绩无效(如果无答题纸,此内容可以删除。但不允许试卷、答题纸都有答题,不便存档。) 一、 填空(每小题2分,共20分) 1. 数字通信系统的有效性具体可用信道的信息传送速率来衡量,传输速率越高,系 统有效性就越好。一般数字通信系统传输速率有三种定义方法即 ____________、___________________和消息传输速率。 2. 数字通信系统的可靠性指标可用差错率来衡量,常用码元差错率又称_________ 和信息差错率又称为_______________来表示。 3. 通信系统没有固定的分类方法,可从不同的角度对其分类,如按传输信号的性质 分为模拟通信系统和数字通信系统;按工作方式不同又可分为___________通 信、半双工通信和_________________通信。 4. 模拟调制是指用来自信源的模拟基带信号去控制高频载波的某个参数,使该基带 信号被“装载”到这个高频载波上。根据载波受控参数的不同,调制可分为 ____________、____________和调相三种。 5. 角度调制是将调制信号附加到载波的相角上。角度调制已调信号的频谱不是调制 信号频谱在频率轴上的线性搬移,而是使调制信号的频谱结构发生根本性的变 化。因此,角度调制也称为非线性调制,主要包括_________和_________ 两种。 6. 一个实际的数字基带传输系统,尽管进行了精心设计,要使其性能完全达到理想 要求也是十分困难的。为了克服码间串扰或减小其影响,可以对基带系统进行 实验测量和调整。用实验法测量基带传输系统常采用的方法是____________ 法,而对系统性能的调整常采用_________________器进行。 7. 数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的数字信息,也称数字调制
姓名:彭嘉乔 学号:3130104084 日期:2015.05 地点: ___________ 指导老师:弓 ________________ 成绩: 实验类型: 同组学生姓名:吴越 、实验内容和原理(必 填) 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析(必 填) 七、讨论、心得 一、实验目的 1、掌握80C51串行口工作方式选择、理解串行口四种通讯模式的区别、波特率发生器的作用及通讯过程屮的时 序关系。 2、 掌握串口初始化的设置方法和串行通信编程的能力。 3、 了解PC 机通讯的基本要求,掌握上位机和下位机的通讯方法。 4、 编写简单的通信协议(如串行口工作方式、波特率、校验方式、出错处理等) 二、 实验器材 1、 Micetek 仿真器一台。 2、 实验板一块。 3、 PC 机电脑一台。 4、 九针串口线一条。 別f 尹丿占实验报告 课程名称:彳 — 实验名称:实验四 串口通信实验 、实验目的和要求(必 填) 三、主要仪器设备(必 填) 五、实验数据记录和处理
三、实验原理 串口通讯对单片机而言意义重大,不但可以实现将单片机(下位机)的数据传输到PC端(上位机),
便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件,比如电脑的串口是 RS232电平的,而单片机的 串口是TTL 电平的,两者Z 间必须有一个电平转换电路,本实验采用专用芯片 也可以用几个三极管进行模拟转换,但是还是用专用芯片更简单可靠。 3. 1 RS232九针串口基本功能简介 九针串口即RS-232接口,是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会 Industries Association , EIA)所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25) 的型态出现,一般个人计算机上会有两组 RS-232接口,分别称为COM1和COM2。该接口分 为公头子和母头子。九针串口(母头)的功能如下,请见图 1 : 9 / \ 6 Ov 3v Ov Ov 图1 RS232九针串口母头功能说明 分别为1 :载波检测 (DCD) ; 2 :接收数据(RXD) ; 3 :发送数据(TXD) : 4 :数据终端准备 好(DTR) ; 5 :信号地(GND) ; 6 :数据准备好(DSR) ; 7 :发送请求(RTS) ; 8 :发送清除(CTS) ; 9 :振铃 指示(RI)接法。 本实验采用三线制连接串口,也就是说和电脑的 9针串口只需连接其屮的3根线:第5脚的GND 、 第2脚的RXD 、第3脚的TXD 。这是最简单的连接方法, 但是已满足本实验硬件需求, 电路如图2所示, MAX232的第11脚和单片机的11脚连接,通过MAX232芯片的电平转换,将T1OUT 输出连接板子上9针串口(母头)MAX232进行转换,虽然 (Electronic
安徽师范大学数计学院实验报告 专业名称11计科 课程微机原理 实验名称串行通信实验姓名 学号110704012
8251 可编程串行口与PC 机通讯实验 一、实验目的 (1) 掌握8251 芯片的结构和编程,掌握微机通讯的编制。 (2) 学习有关串行通讯的知识。 (3) 学习PC 机串口的操作方法。 二、实验说明 1、8251 信号线 8251 是CPU 与外设或Mode 之间的接口芯片,所以它的信号线分为两组:一组是用于与CPU 接口 的信号线,另一组用于与外设或Mode 接口。 (1)与CPU 相连的信号线: 除了双向三态数据总线(D7~D0)、读(RD)、写(WR)、片选(CS)之外,还有: RESET:复位。通常与系统复位相连。 CLK:时钟。由外部时钟发生器提供。 C/D:控制/数据引脚。 TxRDY:发送器准备好,高电平有效。
TxE:发送器空,高电平有效。 RxRDY:接收器准备好,高电平有效。 SYNDET/BRKDET:同步/中止检测,双功能引脚。 (2)与外设或Mode 相连的信号线: DTR:数据终端准备好,输出,低电平有效。 DSR:数据装置准备好,输入,低电平有效。 RTS:请求发送,输出,低电平有效。 CTS:准许传送,输入,低电平有效。 TxD:发送数据线。 RxD:接收数据线。 TxC:发送时钟,控制发送数据的速率。 RxC:接收时钟,控制接收数据的速率。 2、8251 的初始化编程和状态字 8251 是一个可编程的多功能串行通信接口芯片,在使用前必须对它进行初始化编程。初始化编 程包括CPU 写方式控制字和操作命令字到8251 同一控制口,在初始化编程时必须按一定的顺序。如 下面的流程图:
现代通信原理课程实验报告单极性和双极性NRZ信噪
现代通信原理课程 设计报告 设计题目:单极性和双极性NRZ信噪 比和误比特率的 关系特性 专业班级:信处 姓名: 指导教师:陈爱萍老师
设计时间:2011.11.28
单极性和双极性NRZ 的信噪比与误比特率关系特性 一、设计任务与要求 利用Matlab 作图比较单极性NRZ 和双极性NRZ 的信噪比与误比特率关系特性,并计算当要求基带传输系统的误码率为10-6时所需要的信噪比。 二、设计任务分析 首先分析下二元码有如下: 单级性非归零码(NRZ (L ))属于非归零码NRZ (Not Return Zero code )在整个码元期间电平保持不变。在这种编码中用高电平和低电平(通常为零电平)分别表示二进制 信息“1”、“0”。 双极性非归零码也同单级性非归零码相同的是在整个码元期间电平保持不变,但它用正电平,负电平分别表示“1”,“0”. 对于单极性NRZ 码,设对应0和1信息时其幅度分别为0和A ,无码间干 扰时,接收滤波器的输出信号 或 。若接 收判决门限为d ,即若 ,判定信号幅度为A ;若 判定信号幅度为0。 当发送信号为0时,叠加高斯噪声后接收波形幅度的概率密度函数为: 发送信号为1时,叠加高斯噪声后的接收波形幅度的概率密度函数为: 若噪声幅度过大,就会造成接收端的误判,误判概率为 总误判概率为 ,通常 ,采用 作为判决电平是最佳的,此时的误比特率为 ,噪声功率为 ,所以有: ,所以 。 流程图: )2220()2r p r σπσ-=())2221()2r A p r σπσ --=()()22212d r A b p dr σπσ--=?0011b b b p p p p p =+0112p p ==2A 2212x b d p dx Q σσπ+∞-??== ????22 S A =2N σ =2b p Q S N =24S A =b p Q S N =()()r KT A n KT =+()()r KT n KT =r d > r d <
. 实验报告 课程名称:微机原理与接口技术 指导老师:张军明 成绩:__________________ 实验名称:实验四 串口通信实验 实验类型:________________同组学生姓名:吴越 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的 1、掌握80C51串行口工作方式选择、理解串行口四种通讯模式的区别、波特率发生器的作用及通讯过程中的时序关系。 2、掌握串口初始化的设置方法和串行通信编程的能力。 3、了解PC 机通讯的基本要求,掌握上位机和下位机的通讯方法。 4、编写简单的通信协议(如串行口工作方式、波特率、校验方式、出错处理等)。 二、实验器材 1、Micetek 仿真器一台。 2、实验板一块。 3、PC 机电脑一台。 4、九针串口线一条。 三、实验原理 串口通讯对单片机而言意义重大,不但可以实现将单片机(下位机)的数据传输到PC 端(上位机), 专业:电子信息工程 姓名:彭嘉乔 学号:3130104084 日期:2015.05 地点:东3-409
而且也能实现PC对单片机的控制,51单片机有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和PC之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件,比如电脑的串口是RS232电平的,而单片机的串口是TTL电平的,两者之间必须有一个电平转换电路,本实验采用专用芯片MAX232进行转换,虽然也可以用几个三极管进行模拟转换,但是还是用专用芯片更简单可靠。 3.1 RS232九针串口基本功能简介 九针串口即RS-232接口,是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(Electronic Industries Association,EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常RS-232 接口以9个引脚(DB-9) 或是25个引脚(DB-25) 的型态出现,一般个人计算机上会有两组RS-232接口,分别称为COM1和COM2。该接口分为公头子和母头子。九针串口(母头)的功能如下,请见图1: 图1 RS232九针串口母头功能说明 分别为1:载波检测(DCD);2:接收数据(RXD);3:发送数据(TXD);4:数据终端准备好(DTR);5:信号地(GND);6:数据准备好(DSR);7:发送请求(RTS);8:发送清除(CTS);9:振铃指示(RI)接法。 本实验采用三线制连接串口,也就是说和电脑的9针串口只需连接其中的3根线:第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法,但是已满足本实验硬件需求,电路如图2所示,MAX232的第11脚和单片机的11脚连接,通过MAX232芯片的电平转换,将T1OUT输出连接板子上9针串口(母头)第2脚的RXD;板子上9针串口(母头)第3脚的TXD与MAX232芯片的第13脚相连,通过RS232电平转换为TTL电平后,将MAX232芯片的第12脚和单片机的10脚连接,同时9针
课程名称:Zigbee技术及应用实验项目:串口通信实验指导教师: 专业班级:姓名:学号:成绩: 一、实验目的: (1)认识串口通信的概念; (2)学习单片机串口通信的开发过程; (3)编写程序,使单片机与PC通过串口进行通信。 二、实验过程: (1)根据实验目的分析实验原理; (2)根据实验原理编写C程序; (3)编译下载C程序,并在实验箱上观察实验结果。 三、实验原理: 串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送,此时只需要一条数据线,外加一条公共信号地线和若干条控制信号线。因为一次只能传送一位,所以对于一个字节的数据,至少要分8位才能传送完毕,如图3-1所示。 图2-1串行通信过程 串行通信制式: (1)单工制式 这种制式是指甲乙双方通信时只能单向传送数据,发送方和接收方固定。 (2)半双工制式 这种制式是指通信双方都具有发送器和接收器,即可发送也可接收,但不能同时接收和发送,发送时不能接收,接收时不能发送。
(3)全双工制式 这种制式是指通信双方均设有发送器和接收器,并且信道划分为发送信道和接收信道,因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接收数据,发送时能接收,接收时能发送。 三种制式分别如图3-2所示 图3-2串行通信制式 3.1硬件设计原理 CC2530有两个串行通信接口USART0和USART1,两个USART具有同样的功能,可已分别运行于UART模式和同步SPI模式。 CC2530的两个串行通信接口引脚图分布如表3-1所示 表3-1 CC2530串行通信口引脚图分布 本实验CC2530模块使用的是USART1的位置2,P1_6和P1_7。
实验四基于单片机的串行通信 一、 实验目的 1.了解串行通信的基本知识; 2.掌握用单片机串行口实现串行通信的方法。 二、 实验器材 微机、示波器、万用表、电源、AEDK仿真开发系统,面包板一块,MAX202C芯片一块,电容、电阻、导线若干。 三、 实验原理 此处仅介绍与本实验内容密切相关的串行通信基本知识,其它有关基本知识介绍请见本讲义实验七。 1.串行通信的异步和同步传送方式 CPU与其外部设备之间的信息交换或计算机之间的信息交换均可被称为“通信”。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两类。并行通信是指数据各位同时并行传送的通信方式,而串行通信是指数据逐位顺序串行传送的通信方式(如图4.1所示)。 在并行通信中,由于有多根传输线并行传送数据,因此传送速度快、通信速率高。但当多位数据远程传输时,传输线路的开销就成为突出问题。由于串行通信只需一对传输线,并且可以利用电话线等现有通信信道作为传输介质,因而可以大大降低传输线路的成本。一般而言,串行通信的传送速度明显低于并行通信。 (a)并行通信 (b)串行通信 图4.1 通信方式示意图
串行通信分为异步传送和同步传送两类。异步通信是一种字符再同步的通信方式,而同步通信是靠识别同步字符来实现数据的发送和接收的。 (1) 异步传送方式 异步传送的特点是:①数据以字符方式随机且断续地在线路上传送(但在同一字符的内部的传送是同步的)。各字符的传送依发送方的需要可连续,也可间断。②通信双方用各自的时钟源来控制发送和接收。③通信双方按异步通信协议传输字符。 异步通信格式如图4.2所示,每个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四个部分顺序组成。这四个部分组成异步传输中的一个传输单元,即字符帧。 z 起始位:为“ 0”信号,占1位。起始位的作用有两个:①表示一个新字符帧的开始。 即线路上不传送字符时,应保持为“1”。接收端检测线路状态连续为“1”后或在停止位后有一个“0”,就知道将发来一个新的字符帧。②用以同步接收端的时钟,以保证后续的接收能正确进行。 z 数据位:紧接于起始位后面,它可以占5、6、7或8位不等,数据的位数依最佳传送 速率来确定。如所传数据为ASCII 码字符,则常取7位。数据位传输的顺序,总是最低位(LSB )D 0在先。 z 奇偶校验位:在数据位之后,占1位。它用来检验信息传送否有错。它的状态常由发 送端的奇偶校验电路确定。奇偶位的值取决于校验类型,若为偶校验,则数据位和校验位中逻辑“1”的个数必须是偶数;若为奇校验,则数据位和校验位中逻辑“1”的个数必须是奇数。也可以规定不用奇偶校验位,或用其它的校验方法来检验信息传送过程是否有错。 z 停止位:用“1”来表征一个字符帧的结束。停止位可以占1位、1.5位或2位不等。 接收端收到停止位时,表明这一字符已接收完毕,也表明下一个字符帧可能到来。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符帧,则让线路上保持为“1”,即空闲等待状态。图4.2既表示一个字符紧接一个字符传送的情况,又表示两个字符间有空闲位的情况。 串行通信的一个重要指标是波特率。它定义为每秒钟传送二进制数码的位数(亦称波特率),以“位/秒”(bps )为单位。在异步通信中, 波待率=(每个字符帧的位数)×(每秒传送的字符数) 常用的波特率有600、1200、2400、4800、9600、19200(bps )等。 由于异步通信双方各用自己的时钟源,若时钟频率等于波特率,则频率稍有偏差就会产生接收错误。时钟频率应比波特率高,时钟频率与波特率的比一般选16:1或者64:1。采用较高频率的时钟,在一位数据内就有16或64个时钟,就可以保证捕捉正确的信号。 空闲位 起校停起校停空闲位 第n 个字符帧 第n +1个字符帧 图4.2异步通信的字符帧格式
单片机实验报告 实验名称:串行通信实验 姓名:高知明 学号:110404320 班级:通信3 实验时间:2014-6-11 南京理工大学紫金学院电光系
一、实验目的(四号+黑体) 1、理解单片机串行口的工作原理; 2、学习使用单片机的TXD\RXD口; 3、了解MAX232芯片的作用; 二、实验原理 MCS-51单片机内部集成有一个UART,用于全双工方式的串行通信,可以发送、接收数据。他有两个相互独立的接收、发送缓冲器,这两个缓冲器同名(SBUF),共用一个地址号(99H)。发送缓冲器只能写入,不能读出,接受缓冲器只能读出,不能写入。要发送的字节数据直接写入发送缓冲器。SBUF=a;当UART接收到数据后,CPU从接收缓冲器中读取数据,a=SBUF;串行口内部有两个移位寄存器,一个用于串行发送,一个用于串行接收。定时器T1作为波特率发生器,波特率发生器的溢出信号昨接受或发送移位寄存器的位移时钟。TI与RI分别为发送完数据的中断标志,用来想CPU发中断请求。 三、实验内容 1、发送信号 1)C51程序: #include