通信设备安装调试课程设计报告.docx
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通信设备安装调试课程设计报告
课程设计报告
题目：
通信设备整机安装与调试
班级：
通信1001
学号：
3100205124
姓名：
邓毓周
指导老师：
江昆儒蔡志明叶轻舟
2013年6月22日
封面..................................................1
目录..................................................2
一、《通信设备安装调试》课程设计任务书.................3
第一部分进程安排...................................3
第二部分实践内容...................................3
（1）课题名称.................................................3
（2）实践目的.................................................3
（3）实践方式.................................................4
（4）实践说明.................................................4
（5）参考方案.................................................5
（6）实践报告要求.............................................7
二、硬件电路的说明....................................7
（1）振铃的检测电路...........................................7
（2）模拟摘挂机电路（三极管模拟开关）。
........................8
（3）MT8870芯片解码电路.......................................9
（4）AT89C51单片机控制核心...................................11
（5）电源电路................................................13
三、原理图和PCB板图.................................13
四、软件流程图.......................................15
五、程序代码.........................................16
六、心得体会.........................................19
一、《通信设备安装调试》课程设计任务书
第一部分进程安排
本次实践时间为1周，共5天。
具体时间安排如下：
序号
内容安排
天数
1
布置实践任务（由指导老师指定课题，分配任务，介绍参考方案，讲解整个设计的整体要求。
）
0.5
2
查资料、设计方案（学生根据课题要求查找相关资料，自行设计方案。
）
0.5
3
方案评估（学生之间、学生与指导老师进行方案交流。
最后指导老师给出现成的印制板，学生进行原理图分析和电路检查。
）
0.5
4
焊接（根据分析的原理图，学生自己采购电子元器件。
）
0.5
5
调试（学生焊接电路板并进行现场调试。
）
0.5
6
功能实现（软件实现主要的摘机、挂机、密码检测和多设备控制等，进行其它的功能扩展。
）
1.5
7
实践总结（学生完成设计报告，指导老师对学生设计产品进行评估定级。
）
0.5
注：
1、学生可根据现成的印制板设计，也可自行制作PCB板。
2、方案不仅仅限于指导书提供的方案。
学生和指导老师交流后可自行设计感兴趣的相关课题。
第二部分实践内容
（1）、课题名称
通讯设备安装与调试
（2）、实践目的
1、了解通信系统的构成；
2、学习用所学的理论知识分析和设计简易的通讯设备；
3、学习系统方案分析，培养学生的设备调试和故障检测能力；
4、掌握系统设计开发流程，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。
（3）、实践方式
本实践属于开放性、设计性实践，具体做法是：
学生可参考指导老师提供课题和参考方案，或者自行设计方案完成本课程的研究。
（4）、实践说明
通信是传递信息的手段，即将信息从发送器传送到接收器。
通讯设备作为通信不可或缺的部件贯穿于通信的整个链路。
对于模拟通信来说，通讯设备主要有信号变换器、调制解调器、传输设备等。
对于数字系统来说，通讯设备还涉及到编解码器、加解密器等。
本实践要求设计一种简易通讯设备，能够实现收发双方信息的传递。
其中信息传输方式可以采用有线、无线，也可以基于现有的通信媒介进行通信。
图1模拟通信系统
图2数字通信系统
（5）、参考方案
下面提供2种参考方案
（一）方案一：
基于电话的远程遥控系统
基于电话的远程遥控系统主要是要通过电话交换网络实现对远程电器设备的遥控。
主体部分是以单片机为中心，它负责对电话线中音频信号的分离，并对采集的音频信号进行接收分析，进而输出各种控制信号。
图3系统总体框架
如图3所示，处于不同地点的两部固定电话机，操作者利用电话机A拨打并联本系统的电话机B，在拨通后，操作者根据电话机键盘上的按键0～9和*、#即可实现对远处电器的控制。
在实际操作中，固定电话机A也可用移动电话代替，移动电话拨打固定电话B接入到电信的固定电话网络中，因此操作者对于电器的控制不受时间和地点的限制。
系统主要有以下几个功能需求：
⑴实现异地远程遥控，即操作者与受控对象的距离不受限制，二者通过电话建立联系；
⑵系统能对异地的电器实现开关控制，主要是通过接通和断开电器的电源来实现；
⑶系统要能够模拟电话的摘机和挂机；
⑷为了防止恶意操作，系统要有一个密码检测。
图4系统功能模块
系统主要功能模块如下：
⑴铃音检测、计数——进行铃声检测，并进行振铃计数。
⑵自动摘挂机——能够模拟摘机。
⑶密码校验——防止非法用户恶意操纵电器
⑷双音频信号解码
⑸输入信息分析——用软件编程实现；
⑹控制电器开关——驱动触发器或者继电器；
⑺无线发送控制（发挥部分）；
⑻无线接收译码锁存（发挥部分）；
⑼语音提示（发挥部分）。
（二）方案二：
基于单片机的网络通信
单片机上网技术，是当前的一个热门技术。
基于单片机的网络通信主要是通过单片机上网实现单片机数据采集、网络连接和数据传输。
在工业生产中，现场采集主要由单片机完成，采集的数据通过总线传到控制中心。
本方案不采用总线，而是采用单片机直接上网，实现现场采集数据直接通过网络进行传输，该方式传输距离不受限制、便于信息共享和处理，具有很好的灵活性。
图5系统框图
系统主要功能要求：
（1）现场采集节点采用单片机，具体单片机型号自行决定；
（2）在单片机上实现TCP/IP协议栈；
（3）能够实现采集数据的网络传输。
本系统设计包括硬件部分和软件部分。
硬件部分单片机、网络接口芯片及其接口电路等；软件涉及数据采集、TCP/IP协议栈、网络数据传输的通信协议等。
（6）、实践报告
要求：
1.给出实践课题题目、实践目的、实践原理、实践内容和要求；
2.给出系统设计方案、电路原理图、各个电子元器件的型号、参数；
3.软件流程及程序代码；
4.设计过程遇到的问题、思考及解决方法；
5.系统的功能扩展实现情况；
6.心得体会。
7.查阅相关资料，对系统的发展背景、应用前景在序言中进行阐述。
二、硬件电路的说明
（1）振铃的检测电路
当用户被呼叫时，电话交换机发来铃流信号。
振铃为45±3伏的正弦波，谐铃失真不大于10%，电压有效值90±15V。
振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断。
振铃信号由图示P1、P2点接入。
根据振铃信号电压比较高的特点，可以先经过RC回路进行滤波，滤除在信道中的各种杂波和干扰，使用高压稳压二极管进行降压然后，输入至光电耦合器，保证从光电耦合器输入的波形是时通时断的标准正弦波，经过光电耦合器的隔离转换后，输出很标准的方波。
方波信号就可以直接输入至单片机的中断计数器输入口（图示为T0口），配合单片机中程序，完成整个振铃音检测和计数的过程。
即实现铃音检测、计数。
该电路的R7起到限流的作用，起到保护光电耦合器的作用。
由于电话线上具有48V的电压，所以采用10K的电阻就能够起到保护的作用。
该电路的C3起到隔直流的作用，C3、R7构成RC电路，亦可以起到滤波作用。
由于电话线上有双音频的正弦信号和直流信号。
所以接C3起到滤除直流成分，避免干扰。
该电路中的LED9当通过正信号时会发亮，当遇到副信号的时候会熄灭。
从而达到观测信号的目的。
该电路的R6起到限流的作用，由于光电耦合器的3和4管脚要接高电平所以通过R11实现保护的功能。
（2）、模拟摘挂机电路（三极管模拟开关）
该电路将电话线信号通过整流桥将双极性的正弦信号整成只有单极性的正弦信
号，并有降压稳压作用。
通过单片机的程序控制实现电话的模拟摘挂机的功能。
具体控制是：
当振铃信号通过振铃检测电路，由单片机通过程序设计中断来计数，计数打满5次振铃的时候PICK（P1.7口）端口的电位从低电平变为高电平，从而使Q1、Q2由截止状态变为导通状态。
只要Q1导通，就可以把接收到的信号从发送端送到MT8870的输入端进行解码。
所以这个导通的过程可以被称作实现模拟摘机过程。
此电路也像一个开关电路，在其他的设计当中，也经常用到三极管来模拟开关。
由于电话信号的电压经过整流桥电路后，电压已经降低到8V左右，在经过三极管后降压到7V左右。
所以选用330V的电阻，就能满足电路摘机的状态。
该电路中的R3,R4,R8,R9实现起到偏置作用，为三极管的工作设置合理的静态工作点。
（3）MT8870芯片解码电路
在介绍电路之前先讲解下MT8870芯片的：
在一些大型电视监控系统中，常常需要在多处监控点安装多个摄像机。
在监控系统的主控台或分控台处，能对摄像机、云台和防护罩等实施控制，控制云台的转动，能对摄像机调焦距和广角，同时能控制防护罩的雨刷、加温和风扇动作。
这么多远距离的控制信号显然不能通过一一对应控制的方式，否则会造成工程成本过大，施工难度增加。
为此，选用了编、解码的传输方式进行控制，编、解码方式采用双音多频（DTMF）。
DTMF编、解码方式在电话拨号系统中应用非常广泛，其突出的优点是抗干扰能力很强，电视监控系统的具体控制要求是：
在主控台或分控台处，将所有控制信号进行DTMF编码，然后发送出去；在监控点处，解码器将DTMF接收进行解码，根据解码内容，做相应控制动作。
根据以上要求，设计了以专用DTMF解码集成电路MT8870为核心的解码器。
1.MT8870芯片介绍
MT8870是MITEL公司生产的DTMF解码器，为CMOS电路，DIP封装。
它具有DTMF信号分离滤波和译码功能，可直接与MCS-51系列单片机接口。
图1为MT8870引脚分配图。
其引脚说明如下：
IN+、IN-为运放的同、反相输入，DTMF信号输入端；FB为运放输出端，通过外部接入的反馈电阻可调节其内部放大器增益；VREF为基准电压输出；IC为内部连接点，应接至VSS端；OSCI、OSCO为振荡器输入、输出，可外接3.58MHZ晶振；EN为数据输出控制端，当它为高电平时允许输出数据；D1~D4为数据输出端；CID为延迟控制输出端；CI/GTO为控制输入端/时间监测输出端；ECO为初始控制输出端；V
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