试验交换机基本配置试验.docx
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试验交换机基本配置试验
实验十九通信原理综合实验－BPSK调制解调
【设计要求】
设计2PSK调制解调器。
设计环境：
设计指标：
BPSK调制载波由信号发生器参数，数据信号由微机参数，两个信号不同步。
载波信号幅度Vpp＝2V，标称频率100Hz，误差
10％
PLL入锁频率范围
10Hz
跟踪范围>
20Hz
数据信号速率5baud，0/1方波。
【系统设计】
1．总体设计
根据系统设计指标，设计系统框图如下：
调制系统由乘法器构成。
硬件信号发生器产生的载波信号与本地信号发生器产生的调制信号构成。
其中：
为载波频率，
为载波初始相位。
解调系统由载波恢复电路和相干解调器构成。
由于BPSK信号中没有载波频率分量，因此，需要进行非线性变换。
为进行系统性能比较，设计一非同步解调参考解调电路。
2．载波恢复模块设计
载波恢复模块由平方倍频器与分频PLL构成
平方器输出为：
在实际应用中A为缓变量，因此，要滤除直流分量不能用常量减法，只能用高通滤波器，其传递函数为：
PLL电路构成如下：
环路中加入倍频器，锁相输出频率为1/2输入频率。
为使环路得到较好的稳定性，环路滤波器采用一阶滤波器。
根据系统入锁频差要求
大约在10～20Hz之间。
（选10Hz）
由于BPSK信号的相位为阶跃函数，为保证跟踪锁相环开环增益在保证环路稳定的条件下取较大值，开环增益中起主要作用的VCO增益取5000Hz/V。
3．解调电路设计
解调电路由乘法器与低通滤波器构成。
为保证低频数字信号的波形，采用通带平坦型2阶BUTTER低通滤波器，使通带内的相移较小。
截止频率20Hz
4．采集卡驱动程序设计
MATLAB用S函数编写硬件接口，S函数在MATLAB中的调用过程为
根据接口定义与要求，驱动程序由下列程序构成：
test_matlab.cpp：
/*$Revision:
1.3$*/
//AutomaticallygeneratedbyMATLABProjectWizardversion1.0
/*
*Basedonsfuntmpl_basic.c:
Basic'C'templateforalevel2S-function.
*
*-------------------------------------------------------------------------
*|Seematlabroot/simulink/src/sfuntmpl_doc.cforamoredetailedtemplate|
*-------------------------------------------------------------------------
*
*Copyright1990-2000TheMathWorks,Inc.
*$Revision:
1.3$
*/
#include"iostream.h"
#include
#include
#include"P1202DRV.H"
P1202DRVMyDrv;
#ifdef__cplusplus
extern"C"{//usetheCfcn-callstandardforallfunctions
#endif//definedwithinthisscope
/*
*YoumustspecifytheS_FUNCTION_NAMEasthenameofyourS-function
*（i.e.replacesfuntmpl_basicwiththenameofyourS-function）.
*/
#defineS_FUNCTION_LEVEL2
#defineS_FUNCTION_NAMEtest_matlab
/*
*Needtoincludesimstruc.hforthedefinitionoftheSimStructand
*itsassociatedmacrodefinitions.
*/
#include"simstruc.h"
/*Errorhandling
*--------------
*
*Youshouldusethefollowingtechniquetoreporterrorsencounteredwithin
*anS-function:
*
*ssSetErrorStatus（S,"Errorencountereddueto..."）;
*return;
*
*Notethatthe2ndargumenttossSetErrorStatusmustbepersistentmemory.
*Itcannotbealocalvariable.Forexamplethefollowingwillcause
*unpredictableerrors:
*
*mdlOutputs（）
*{
*charmsg[256];{ILLEGAL:
tofixuse"staticcharmsg[256];"}
*sprintf（msg,"Errordueto%s",string）;
*ssSetErrorStatus（S,msg）;
*return;
*}
*
*Seematlabroot/simulink/src/sfuntmpl_doc.cformoredetails.
*/
/*====================*
*S-functionmethods*
*====================*/
/*Function:
mdlInitializeSizes===============================================
*Abstract:
*ThesizesinformationisusedbySimulinktodeterminetheS-function
*block'scharacteristics（numberofinputs,outputs,states,etc.）.
*/
staticvoidmdlInitializeSizes（SimStruct*S）
{
/*Seesfuntmpl_doc.cformoredetailsonthemacrosbelow*/
ssSetNumSFcnParams（S,0）;/*Numberofexpectedparameters*/
if（ssGetNumSFcnParams（S）!
=ssGetSFcnParamsCount（S））{
/*Returnifnumberofexpected!
=numberofactualparameters*/
return;
}
ssSetNumContStates（S,0）;
ssSetNumDiscStates（S,0）;
if（!
ssSetNumInputPorts（S,0））return;
//ssSetInputPortWidth（S,0,1）;
//ssSetInputPortRequiredContiguous（S,0,true）;/*directinputsignalaccess*/
//ssSetInputPortDirectFeedThrough（S,0,1）;
if（!
ssSetNumOutputPorts（S,1））return;
ssSetOutputPortWidth（S,0,1）;
ssSetNumSampleTimes（S,2）;
ssSetNumRWork（S,0）;
ssSetNumIWork（S,0）;
ssSetNumPWork（S,1）;
ssSetNumModes（S,0）;
ssSetNumNonsampledZCs（S,0）;
//ssSetOptions（S,0）;
//ssSetOptions（S,SS_OPTION_ALLOW_CONSTANT_PORT_SAMPLE_TIME）;
}
/*Function:
mdlInitializeSampleTimes=========================================
*Abstract:
*Thisfunctionisusedtospecifythesampletime（s）foryour
*S-function.Youmustregisterthesamenumberofsampletimesas
*specifiedinssSetNumSampleTimes.
*/
staticvoidmdlInitializeSampleTimes（SimStruct*S）
{
ssSetSampleTime（S,0,CONTINUOUS_SAMPLE_TIME）;
ssSetOffsetTime（S,0,0.0）;
ssSetSampleTime（S,1,1.0/SAMPLERATE）;
ssSetOffsetTime（S,1,0.0）;
//ssSetOutputPortSampleTime（S,0,0.01）;
//ssSetOutputPortOffsetTime（S,0,0）;
}
//#defineMDL_INITIALIZE_CONDITIONS/*Changeto#undeftoremovefunction*/
#undefMDL_INITIALIZE_CONDITIONS
#ifdefined（MDL_INITIALIZE_CONDITIONS）
/*Function:
mdlInitializeConditions========================================
*Abstract:
*Inthisfunction,youshouldinitializethecontinuousanddiscrete
*statesforyourS-functionblock.Theinitialstatesareplaced
*inthestatevector,ssGetContStates（S）orssGetRealDiscStates（S）.
*Youcanalsoperformanyotherinitializationactivitiesthatyour
*S-functionmayrequire.Note,thisroutinewillbecalledatthe
*startofsimulationandifitispresentinanenabledsubsystem
*configuredtoresetstates,itwillbecallwhentheenabledsubsystem
*restartsexecutiontoresetthestates.
*/
staticvoidmdlInitializeConditions（SimStruct*S）
{
}
#endif/*MDL_INITIALIZE_CONDITIONS*/
#defineMDL_START/*Changeto#undeftoremovefunction*/
#ifdefined（MDL_START）
/*Function:
mdlStart=======================================================
*Abstract:
*Thisfunctioniscalledonceatstartofmodelexecution.Ifyou
*havestatesthatshouldbeinitializedonce,thisistheplace
*todoit.
*/
staticvoidmdlStart（SimStruct*S）
{
/*for（i=0;i<1024;i++）
wave[i]=sin（i*2*3.1416/102.4）;
*/
P1202DRV*MyDrv=newP1202DRV;
if（MyDrv==NULL）
{
ssSetErrorStatus（S,"errormessage"）;
return;
}
ssGetPWork（S）[0]=（void*）MyDrv;
if（MyDrv->Init（））
{
ssSetErrorStatus（S,"errormessage"）;
return;
}
MyDrv->StartScan（）;
}
#endif/*MDL_START*/
/*Function:
mdlOutputs=======================================================
*Abstract:
*Inthisfunction,youcomputetheoutputsofyourS-function
*block.Generallyoutputsareplacedintheoutputvector,ssGetY（S）.
*/
staticvoidmdlOutputs（SimStruct*S,int_Ttid）
{
//constreal_T*u=（constreal_T*）ssGetInputPortSignal（S,0）;
real_T*y=ssGetOutputPortRealSignal（S,0）;
real_Tval,Sampletime;
P1202DRV*MyDrv=（P1202DRV*）ssGetPWork（S）[0];
Sampletime=ssGetT（S）;
val=MyDrv->Read（Sampletime）;
if（val>100.0）
ssSetErrorStatus（S,"Dataoverflow!
"）;
y[0]=val;
}
#defineMDL_UPDATE/*Changeto#undeftoremovefunction*/
#undefMDL_UPDATE
#ifdefined（MDL_UPDATE）
/*Function:
mdlUpdate======================================================
*Abstract:
*Thisfunctioniscalledonceforeverymajorintegrationtimestep.
*Discretestatesaretypicallyupdatedhere,butthisfunctionisuseful
*forperforminganytasksthatshouldonlytakeplaceonceper
*integrationstep.
*/
staticvoidmdlUpdate（SimStruct*S,int_Ttid）
{
}
#endif/*MDL_UPDATE*/
#defineMDL_DERIVATIVES/*Changeto#undeftoremovefunction*/
//#undefMDL_DERIVATIVES
#ifdefined（MDL_DERIVATIVES）
/*Function:
mdlDerivatives=================================================
*Abstract:
*Inthisfunction,youcomputetheS-functionblock'sderivatives.
*Thederivativesareplacedinthederivativevector,ssGetdX（S）.
*/
staticvoidmdlDerivatives（SimStruct*S）
{
}
#endif/*MDL_DERIVATIVES*/
/*Function:
mdlTerminate=====================================================
*Abstract:
*Inthisfunction,youshouldperformanyactionsthatarenecessary
*attheterminationofasimulation.Forexample,ifmemorywas
*allocatedinmdlStart,thisistheplacetofreeit.
*/
staticvoidmdlTerminate（SimStruct*S）
{
P1202DRV*MyDrv=（P1202DRV*）ssGetPWork（S）[0];
if（MyDrv==NULL）
return;
MyDrv->Stop（）;
MyDrv->Close（）;
deleteMyDrv;
return;
}
/*======================================================*
*Seesfuntmpl_doc.cfortheoptionalS-functionmethods*
*======================================================*/
/*=============================*
*RequiredS-functiontrailer*
*=============================*/
#ifdefMATLAB_MEX_FILE/*IsthisfilebeingcompiledasaMEX-file?
*/
#include"simulink.c"/*MEX-fileinterfacemechanism*/
#else
#include"cg_sfun.h"/*Codegenerationregistrationfunction*/
#endif
#ifdef__cplusplus
}//endofextern"C"scope
#endif
P1202DRV.H:
//P1202DRV.h:
interfacefortheP1202DRVclass.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
#if!
defined（AFX_P1202DRV_H__455B5152_0FD1_4D8F_9BD3_9DFD0C69E6E7__INCLUDED_）
#defineAFX_P1202DRV_H__455B5152_0FD1_4D8F_9BD3_9DFD0C69E6E7__INCLUDED_
#if_MSC_VER>1000
#pragmaonce
#endif//_MSC_VER>1000
#defineBUFFLEN1000
#defineNUMCHAN1
#defineINITFLAG0X1
#defineACTIVEFLAG0X2
#defineSCANFLAG0X4
#defineREADFLAG0x8
#defineSAMPLERATE4000
#include
#ifdef__cplusplus
extern"C"{//usetheCfcn-callstandardforallfunctions
#endif//definedwithinthisscope
#defineS_FUNCTION_LEVEL2
#defineS_FUNCTION_NAMEtest_matlab
#include"simstruc.h"
#ifdef__cplusplus
}//endofextern"C"scope
#endif
classP1202DRV
{
intinitflag,buffindex,readcount;
intErrorFlag;
time_TTs,StartTime,EndTime;
DWORDdwP1,dwP2;
WORDwChannelStatus[32],wChannelConfig[32],wStatus;
WORDwCard0Buf0[BUFFLEN*32],wCard0Buf1[BUFFLEN*32];
public:
P1202DRV（）;
virtual~P1202DRV（）;
public:
intInit（）;
intClose（）;
intStartScan（）;
doubleRead（time_TSampleTime）;
intStop（）;
WORDCardRead（）;
};
#endif//!
defined（AFX_P1202DRV_H__455B5152_0FD1_4D8F_9BD3_9DFD0C69E6E7__INCLUDED_）
P1202DRV.C:
//P1202DRV.cpp:
implementationoftheP1202DRVclass.
//
////////////////////////////////////////
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