調(diào)幅信號產(chǎn)生電路設(shè)計【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　調(diào)幅信號產(chǎn)生電路設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 電子信息工程

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p&g

3、t;<p>　　在幅度調(diào)制中,根據(jù)已調(diào)信號的頻譜分量不同,可分為普通調(diào)幅(AM) 、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(DSB) 、抑制載波的單邊帶調(diào)幅( SSB)等。本文使用雙AD835芯片實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）和調(diào)幅指數(shù)可變的普通振幅調(diào)制（AM）信號產(chǎn)生電路，通過軟件實現(xiàn)二者之間的自由切換，并可以對AM調(diào)制指數(shù)進行靈活設(shè)定。根據(jù)DSB調(diào)制和AM調(diào)制公式，用一個AD835芯片實現(xiàn)乘積運算，另一個AD835芯片實現(xiàn)乘積與求和

4、運算。通過C8051開發(fā)板上的DAC模塊輸出不同的直流電壓，直流電壓E與調(diào)制信號相乘，直流信號A與前者的乘積相加，實現(xiàn)調(diào)制指數(shù)調(diào)整和調(diào)制模式的切換。當(dāng)直流電壓A為0時，實現(xiàn)DSB模式；當(dāng)直流電壓A為1時，實現(xiàn)AM模式，并用LCD顯示電路工作狀態(tài)。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 調(diào)幅信號；AD835；AM；DSB；調(diào)制</p><p><b>　　Abstract</b>

5、;</p><p>　　In amplitude modulation, according to the already adjustable signal spectrum component is different,can be divided into ordinary modulation(AM),the modulation of inhibit carrier bilateral belt (DS

6、B),inhibit carrier single side band modulation (SSB).This experiment using two AD835 chip,to realize DSB modulation and AM modulation produce circuit.Through the software to realize between both free switching,And AM mod

7、ulation index can be flexible settings.According to the AM modulation and DSB modula</p><p>　　Key words: Amplitude modulated signal;AD835;AM;DSB;modulate</p><p><b>　　目 錄</b></p&g

8、t;<p>　　1 引言- 1 -</p><p>　　2　總體設(shè)計- 3 -</p><p>　　2.1 振幅調(diào)制的工作原理- 3 -</p><p>　　2.1.1 普通調(diào)幅波(AM)- 5 -</p><p>　　2.1.2 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）- 6 -</p><p>　　2

9、.2 實現(xiàn)AM/DSB調(diào)制的數(shù)學(xué)模型- 6 -</p><p>　　2.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計- 7 -</p><p>　　3 硬件設(shè)計- 8 -</p><p>　　3.1 AD835芯片- 8 -</p><p>　　3.2 單片機模塊- 10 -</p><p>　　3.3液晶顯示模塊- 11 -&l

10、t;/p><p>　　3.4小結(jié)- 12 -</p><p>　　4 軟件設(shè)計- 13 -</p><p>　　4.1主程序部分- 13 -</p><p>　　4.2初始化部分- 13 -</p><p>　　4.2.1系統(tǒng)時鐘初始化- 14 -</p><p>　　4.2.2 端口初

11、始化- 15 -</p><p>　　4.2.3 DAC的初始化- 15 -</p><p>　　4.3 液晶顯示- 16 -</p><p>　　5 制作和調(diào)試- 18 -</p><p>　　5.1 制作過程- 18 -</p><p>　　5.2 硬件調(diào)試- 18 -</p><

12、p>　　6　結(jié)論- 19 -</p><p>　　致 謝- 20 -</p><p>　　參考文獻- 21 -</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　近些年，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，調(diào)幅技術(shù)已經(jīng)廣泛用于軍事通信、微波中繼、模擬移動通信、無線電通信、廣播電視等領(lǐng)域,也

13、是信號與系統(tǒng)、通信原理等專業(yè)課程的重要內(nèi)容[1]。目前實現(xiàn)調(diào)制的方法越來越多，例如采用DSP，F(xiàn)PGA以及一些專用芯片產(chǎn)生調(diào)幅信號，每種方法都有其優(yōu)缺點。</p><p>　　調(diào)制類型按載波可分為：用正弦高頻信號作為載波的正弦波調(diào)制或稱為連續(xù)波調(diào)制，用脈沖串構(gòu)成一組數(shù)字信號作為載波的脈沖調(diào)制[2]。對于連續(xù)波調(diào)制，已調(diào)信號由振幅A、頻率ω和相位φ三個參數(shù)構(gòu)成。改變?nèi)齻€參數(shù)中的任何一個都可能攜帶同樣的信息。因此，連

14、續(xù)波調(diào)制可分為調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）、調(diào)相（PM）。調(diào)相和調(diào)頻有密切的關(guān)系。調(diào)相時，同時有調(diào)頻伴隨發(fā)生；調(diào)頻時，也同時有調(diào)相伴隨發(fā)生，不過兩者的變化規(guī)律不同[3]。實際使用時很少采用調(diào)相制，它主要是用來作為得到調(diào)頻的一種方法。調(diào)幅主要用于廣播、載波通信、無線電臺、數(shù)傳、傳真、電視廣播等領(lǐng)域。調(diào)頻主要用于微波中繼、衛(wèi)星和移動通信。調(diào)相是一種中間的調(diào)制方式。對于脈沖調(diào)制，通常也分為兩種方式：用連續(xù)型的調(diào)制信號去改變脈沖參數(shù)的脈沖模擬調(diào)制

15、和用連續(xù)調(diào)制信號的數(shù)字化形式（通過模數(shù)轉(zhuǎn)化）去形成一系列脈沖組的脈沖編碼調(diào)制（脈沖數(shù)字調(diào)制）[4]。脈沖模擬調(diào)制可分為脈幅調(diào)制PAM、脈寬調(diào)制PDM（PWM）、脈位調(diào)制PPM。脈幅調(diào)制用于中間調(diào)制方式，遙測等地方。脈寬調(diào)制用于中間調(diào)制方式、一點對多點微波通信等方面。脈位調(diào)制用于遙測、光纖傳輸?shù)确矫?。脈沖數(shù)字調(diào)制可分為脈</p><p>　　通過調(diào)制，可以同時廣播多個聲音/音樂廣播電臺，彼此不會發(fā)生干擾。如果不經(jīng)過

16、調(diào)制，所有的信號將占據(jù)同一頻段，使接受端無法從雜亂信號中選擇有用信號[5]。在廣播和通信系統(tǒng)中，普通調(diào)幅方式是最簡單的實現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)的收、發(fā)信機線路。因此在中短波廣播和傳統(tǒng)的中、短波無線電通信，廣播電視，電視圖像信號的傳輸?shù)确矫娑加袕V泛的應(yīng)用。在系統(tǒng)的某一個部分向領(lǐng)近的另一個部分發(fā)送數(shù)據(jù)的場合下，AM也非常有效。雖然AM具有功率使用率低（和浪費）的缺點，但是功率的低效率使用，換取了調(diào)制和解調(diào)的方便，使得接收機可以以低廉的價格大量的進入市

17、場[6]。為了克服AM方式的各種問題，設(shè)計了各種AM的變化形式。抑制載波的雙邊帶調(diào)幅就是其中的一種，通過減少載波的方法，達到節(jié)省帶寬或者提高功率利用率的目的。</p><p>　　本文的主要研究內(nèi)容是調(diào)幅信號產(chǎn)生電路設(shè)計,其具體要求如下：</p><p>　　實現(xiàn)DSB調(diào)制和AM調(diào)制之間的自由切換。</p><p>　　通過C8051開發(fā)板上的DAC模塊控制增益指數(shù)

18、的變化。</p><p>　　用LCD顯示AM信號的調(diào)制指數(shù)。</p><p><b>　　2　總體設(shè)計</b></p><p>　　振幅調(diào)制是用調(diào)制信號去控制載波的振幅,使其隨調(diào)制信號線性變化,而保持載波的頻率不變[7]。在幅度調(diào)制中,根據(jù)所取出已調(diào)信號的頻譜分量不同,分為普通調(diào)幅(AM) 、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(DSB) 、抑制載波的單邊帶

19、調(diào)幅(SSB)。 </p><p>　　目前調(diào)幅信號產(chǎn)生的方法有多種多樣，主要有以下幾種：非線性器件調(diào)幅電路、基于DSP 和DDS的調(diào)制電路、FPGA和DSP融合實現(xiàn)幅度調(diào)制等。</p><p>　　非線性調(diào)幅電路中，產(chǎn)生AM調(diào)制（屬于高電平調(diào)幅）和DSB調(diào)制（屬于低電平調(diào)幅）兩種形式的電路是分開進行分析[8]，不能使用一個電路實現(xiàn)AM和DSB之間的轉(zhuǎn)變，浪費資源?；贒SP 和DDS的調(diào)

20、制電路的優(yōu)點是載波頻率、調(diào)制方式、調(diào)幅指數(shù)和調(diào)制頻偏均可軟件設(shè)置。與傳統(tǒng)模擬調(diào)制相比,它具有更好的系統(tǒng)再現(xiàn)性和穩(wěn)定性,克服了模擬硬件,信號處理功能的不確定性,用軟件調(diào)整代替硬件調(diào)整利于系統(tǒng)升級[9]。采用FPGA和DSP融合這種方法實現(xiàn)調(diào)幅，避免了使用VHDL語言設(shè)計編程的復(fù)雜性，可以高效、可靠、方便的產(chǎn)生AM信號，硬件測試和實現(xiàn)快捷，開發(fā)效率高，而且調(diào)制信號步進精度好，產(chǎn)生的波形失真小，具有一定實用性[10]。</p>

21、<p>　　本次實驗采用的是采用另外一種方式實現(xiàn)振幅調(diào)制。使用兩個AD835芯片就可以實現(xiàn)AM和DSB的轉(zhuǎn)化，操作簡單，功能豐富，調(diào)幅指數(shù)使用軟件控制，范圍廣易于實現(xiàn)。</p><p>　　2.1 振幅調(diào)制的工作原理</p><p>　　設(shè)調(diào)制信號是一個角頻率為Ω 的單音頻余弦信號電壓，用它去調(diào)制角頻率為 的等幅高頻信號（載波）電壓，可得到兩種振幅調(diào)制信號電壓：普通調(diào)幅信號（AM

22、）：和抑制載波的雙邊帶信號（DSB）：[11]</p><p>　　2-1 AM信號的波形和頻譜</p><p>　　圖2-1所示為AM信號的波形和頻譜，從圖中可知波形特征：(1)調(diào)幅波的振</p><p>　　幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致。（2）調(diào)幅波頻率（即變化快慢）與載</p><p>　　波頻率一致。

23、 </p><p>　　2-2 DSB信號的波形和頻譜</p><p>　　圖2-2所示為DSB信號的波形和頻譜，從圖中可知波形特征：（1）DSB信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號的絕對值 （2）DSB信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，即在調(diào)制信號負(fù)半周時，已調(diào)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，DSB信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號。（3）DSB波的頻譜成份中抑

24、制了載波分量，全部功率為邊帶占有，功率利用率高于AM波。</p><p>　　從AM和DSB的數(shù)學(xué)表達式中可以看出，這些調(diào)幅信號都是由調(diào)制電壓和高頻等幅電壓相乘的結(jié)果.因此，只需將調(diào)制信號電壓和高頻等幅電壓送入乘法器的兩個輸入端相乘，就可以在輸出端得到所需要的已調(diào)制信號電壓.</p><p>　　2.1.1 普通調(diào)幅波(AM)</p><p>　　假設(shè)要傳送的低頻信

25、號電壓為一單一音頻的低頻電壓，它的瞬時值表達式為</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　式中，是低頻信號電壓振幅；Ω為低頻信號的角頻率。假設(shè)載波電壓的瞬時值表達式為</p><p>　?。?-2） </p><p>　　式中，是載波電壓振幅，為載波電壓的角頻率。在用(t)對(

26、t)進行調(diào)幅時，高頻調(diào)幅信號的振幅在載波振幅的基礎(chǔ)上，隨低頻信號(t)而變化，它的幅度為[7]</p><p><b>　?。?-3） </b></p><p>　　K是取決于調(diào)幅電路的比例常數(shù)。</p><p>　　因此，高頻調(diào)幅信號可以用下式表示[12]：</p><p>　?。?-4）

27、 </p><p>　　式中 （2-5）</p

28、><p>　　ma 表示載波振蕩的振幅受低頻信號調(diào)幅后的振幅變化過程。通常把ma 稱為調(diào)幅指數(shù)或調(diào)幅度，用來表明振幅調(diào)制的深度。</p><p>　　當(dāng)ma =0時，為載波電壓未受低頻信號調(diào)幅的載波狀態(tài)，即未調(diào)幅。當(dāng)ma =1時，此時為最大調(diào)幅（百分之百）。當(dāng)ma >1時，為過調(diào)幅，波形產(chǎn)生嚴(yán)重失真。通常情況0<ma <1,這也是本設(shè)計ma的 范圍。 </p>

29、<p>　　2.1.2 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB） </p><p>　　從普通調(diào)幅波的功率關(guān)系知道,當(dāng)ma = 1 時,其中2/3的載波功率不含

30、信息,實際上這部分功率白白浪費了。為了克服這個缺點,提高設(shè)備的功率利用率,可以將不攜帶消息的載波分量抑制掉,而只傳輸攜帶消息的兩個邊帶,這就是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB)[13]，其數(shù)學(xué)表達式為:</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　2.2 實現(xiàn)AM/DSB調(diào)制的數(shù)學(xué)模型</p><p>　　由式 2-4 可

31、知，實現(xiàn)普通調(diào)幅主要是利用加法運算和乘法運算；由式2-6可知實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)制利用乘法運算。因此要同時實現(xiàn)AM/DSB兩種調(diào)幅方式的數(shù)字模型如圖2-3所示。</p><p>　　2-3 AM/DSB 產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型</p><p>　　設(shè)調(diào)制信號 ，載波信號為，E是直流電壓用以控制AM調(diào)制，A是直流電壓用以控制AM/DSB切換，VO是輸出信號。</p><p&g

32、t;　　調(diào)制信號和載波信號從乘法器中輸出為</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p><b>　　加法器的輸出為</b></p><p><b>　　(2-8)</b></p><p><b>　　則乘法器最終輸出為</b></

33、p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　由(2-9)可知當(dāng)A=1時，即是AM信號的表達式。調(diào)幅指數(shù)ma =E，本方案載波振幅Uc=2,均為為確定的值，則調(diào)幅指數(shù)的大小由直流電壓值E決定，調(diào)幅指數(shù)0<ma < 1。</p><p>　　由(2-9)可知當(dāng)A=0時，即是DSB信號的表達式。</p>&

34、lt;p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　2.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計</p><p>　　根根據(jù)設(shè)計要求，本文提出了由AD835芯片，C8051F005單片機，按鍵，LCD液晶顯示等部分構(gòu)成的調(diào)幅信號產(chǎn)生電路，如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　本系

35、統(tǒng)采用雙AD835芯片實現(xiàn)了抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）和調(diào)幅指數(shù)可變的普通振幅調(diào)制（AM）信號產(chǎn)生電路，通過軟件實現(xiàn)二者之間的自由切換，并可以對AM調(diào)制指數(shù)進行靈活設(shè)定。根據(jù)DSB調(diào)制和AM調(diào)制公式，用一個AD835芯片實現(xiàn)乘積運算，另一個AD835芯片實現(xiàn)乘積與求和運算。通過C8051開發(fā)板上的DAC模塊輸出不同的直流電壓，直流電壓E與調(diào)制信號相乘，直流信號A與前者的乘積相加，實現(xiàn)調(diào)制指數(shù)調(diào)整和調(diào)制模式的切換，當(dāng)直流電壓A為0時，

36、為DSB模式；當(dāng)直流電壓A為1時，實現(xiàn)AM調(diào)制，并用LCD顯示電路工作狀態(tài)。</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)硬件主要由三大模塊組成：AD835調(diào)幅信號產(chǎn)生模塊、C8051單片機模塊、液晶顯示模塊。</p><p>　　3.1 AD835芯片</p><p>　　AD835是

37、Analog Devices公司生產(chǎn)的電壓輸出四象限乘法器電路，能夠完成w=xy+z功能，x和y輸入信號范圍為-1～+1 v，帶寬為250 MHZ，在20 ns內(nèi)可穩(wěn)定到滿刻度的=±.1％，乘法器噪聲為50 nv／HZ，差分乘法器輸入x和y、求和輸入z具有高的輸入阻抗，輸出引腳端w具有低的輸出阻抗，輸出電壓范圍為-2．5～+2．5 v，可驅(qū)動負(fù)載電阻功率為25ω。其電源電壓為±5 v，電流消耗為25 mA；工作溫度范

38、圍為-40～+85℃。AD835芯片可以實現(xiàn)數(shù)學(xué)運算</p><p>　　W=(X1-X2)(Y1-Y2)+Z的功能。</p><p>　　圖3-1 AD835 功能框圖</p><p>　　1腳為輸入信號Y1范圍為-1～+1 v，帶寬為250 MHZ</p><p>　　2腳為輸入信號Y2范圍為-1～+1 v，帶寬為250 MHZ<

39、/p><p><b>　　3腳接-5V電源</b></p><p><b>　　4腳為輸入信號Z</b></p><p>　　5腳輸出電壓范圍為-2．5～+2．5 v的信號</p><p><b>　　6腳接+5V電源</b></p><p>　　7腳為輸入

40、信號X2范圍為-1～+1 v，帶寬為250 MHZ</p><p>　　8腳為輸入信號X1范圍為-1～+1 v，帶寬為250 MHZ</p><p>　　AD835實現(xiàn)調(diào)幅的優(yōu)點是：最高工作頻率可以達到250MHz, 線形性好，調(diào)幅對稱性好，且為電壓輸出，外圍電路非常簡單，可靠性高。</p><p>　　由調(diào)幅信號的表達式 可知，我們要實現(xiàn)振幅調(diào)制，需要完成乘積與求

41、和的的運算，根據(jù)AD835的芯片資料，可知采用兩個AD835就能達到我們的要求，因此得到如圖3-2所示的電路圖。</p><p>　　圖3-2 AD835電路圖</p><p>　　圖3-2中J3為載波信號輸入端子，J2為調(diào)制信號輸入端子，J4為輸出信號端子。為了調(diào)試的方便，暫時用POT2、S1開關(guān)代替單片機的功能，POT2用以調(diào)整(2-9)中的直流信號E。直流信號E從U2芯片Y1引腳輸

42、入，調(diào)制信號從U2芯片的X1引腳輸入，直流信號A從U2芯片Z引腳輸入,求和結(jié)果從U2芯片W引腳輸出再輸入到U1的Y1端口。載波信號從U1的X1端口輸入，通過U1芯片的乘積運算W端口輸出的就是已調(diào)信號AM或者DSB。U2實現(xiàn)直流電壓E和調(diào)制信號的乘積再和直流電壓A的相加，即表達式2-8。U1芯片實現(xiàn)載波和U2輸出信號的乘積，即表達式2-9。</p><p>　　考慮到AD835芯片輸入信號幅度限制，載波信號幅度Uc

43、峰值為1V，調(diào)制信號峰值為0.5V，E幅度在0~1V之間。通過兩個電阻對5V電壓分壓輸出0.5V電壓，S1開關(guān)用以選擇0.5V和0V電壓狀態(tài)，以調(diào)整(2-9)中的直流信號A，這樣可以確保加在兩AD835輸入端信號幅度均在其限制范圍內(nèi)。</p><p>　　調(diào)試完成后用單片機輸出直流電壓代替電位器POT2和開關(guān)S1，以方便軟件控制調(diào)制指數(shù)和AM/DSB兩者功能的切換。</p><p><

44、;b>　　3.2 單片機模塊</b></p><p>　　C8051F000系列器件是完全集成的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片，有一個真正的12位多通道ADC（F000/01/02/05/06/07)或一個10位的多通道ADC(F010/11/12/15/16/17)。每種器件都有一個可編程增益放大器、兩個12位DAC、兩個電壓比較器(F002/07/12/17例外，只有一個)、一個電壓基準(zhǔn)、一個具有

45、32K字節(jié)FLASH存儲器并與8051兼容的微控制器內(nèi)核。還有硬件實現(xiàn)的（不是在用戶軟件中用位操作模擬）12C/SMBUS、UART、SPI串行接口及一個具有5個捕捉/比較模塊的可編程計數(shù)器/定時器陣列（PCA）。還有4個通用的16位定時器和4字節(jié)寬的通用數(shù)字I/O端口。</p><p>　　本設(shè)計主要使用C8051F005單片機的DAC功能，每個DAC的輸出擺幅均為0V到VREF-1LSB,對應(yīng)的輸入碼范圍是0

46、X000到0XFFF。DAC0和DAC1功能相同，以DAC0為例進行介紹，12位的數(shù)據(jù)字被寫到低字節(jié)（DACOL）和高字節(jié)（DACOH）數(shù)據(jù)寄存器。在寫DACOH寄存器時數(shù)據(jù)被鎖存到DAC0，所以如果需要12位分辨率，應(yīng)在寫入DACOL之后寫DACOH。</p><p>　　3-3 C8051F005單片機DAC功能框圖</p><p>　　圖3-3所示的就是DAC0的電氣特性，DAC0

47、的使能/禁止功能由DAC0EN位控制（DAC0CN.7）。向DAC0EN寫1允許DAC0工作，向DAC0EN寫0則禁止DAC0。在被禁止時，DAC0的輸出保持在高阻狀態(tài)，DAC0供電電流降到1或更小。為了給DAC0提供偏置，必須將REF0CN寄存器中的偏置使能位（BIASE）置1，還必須正確設(shè)置DAC0的電壓基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)置內(nèi)部電壓基準(zhǔn)時，VREF=2.4V。C8051F005單片機MCU有兩個12位的電壓方式DAC，本次實驗使用DAC0和

48、DAC1即可達到要求。</p><p><b>　　3.3液晶顯示模塊</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)顯示內(nèi)容的需要，本文選擇液 HS12232-9晶顯示模塊對調(diào)幅指數(shù)和電路工作狀態(tài)進行顯示。顯示資料RAM提供64×2個位元組的空間，最多可以控制4行16字（64個字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示資料RAM時，可以分別顯示CGROM、HCGROM與CGRA

49、M的字型。該顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富的特點，所以本設(shè)計選用HS12232-9型液晶顯示模塊。其與單片機接口有并行連接方式和串行連接方式，本次實驗采用的是并行連接方式。C8051f005與LCD的硬件接口電路如圖3-4 所示。</p><p>　　圖3-4 C8051與LCD液晶接口電路</p><p>　　C8051F005的P2.0-P2.7端口與 HS12232-9

50、LCD的數(shù)據(jù)總線DBO-DB7相連接。由C81051的P3.0和LCD液晶E使能接口連接，控制芯片。當(dāng)E為高電平期間,數(shù)據(jù)讀出，E 為下降沿的時候，數(shù)據(jù)樁鎖存。C8051 通過P3.2來選擇RS信號控制寄存器。當(dāng)P3.2=1時,為發(fā)送數(shù)據(jù)，P3.2=0時,為接收數(shù)據(jù)命令；C8051 通過P3.1來選擇RW信號控制寄存器,當(dāng)P3.1=1時,讀取數(shù)據(jù)操作，P3.1=0時,為寫指令,來實現(xiàn)控制器對液晶顯示模塊的控制。</p>&

51、lt;p><b>　　3.4小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了調(diào)幅電路的硬件模塊組成。詳細(xì)介紹了各個模塊的組成及功能。AD835調(diào)幅模塊的介紹，C8051單片機模塊主要性能特點、液晶顯示模塊的構(gòu)建與運用以及與單片機接口的連接。</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計</b></p><p><b&

52、gt;　　4.1主程序部分</b></p><p>　　本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用C 語言編寫主要內(nèi)容包括鍵值的讀取和處理程序，AM/DSB功能切換,液晶顯示程序等程序，系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖如4-1所示。</p><p>　　4-1 系統(tǒng)軟件流程圖</p><p>　　AM和DSB兩種方式的切換主要是通過按鍵控制。通過設(shè)置不同的輸入碼改變DAC0和DAC1的輸出電

53、壓值，輸出電壓范圍為0~2.4V。DAC0輸出電壓為0V和0.5V，即是圖3-2電路原理圖中的開關(guān)S1的功能， 用于控制AM/DSB的功能切換。當(dāng)電壓為0.5v時，是DSB模式。當(dāng)電壓為0V時，是AM模式，DAC1輸出電壓即是圖3-2電路圖中POT2的功能，用以調(diào)整調(diào)幅指數(shù)的大小。</p><p><b>　　4.2初始化部分</b></p><p>　　初始化主要包

54、括系統(tǒng)時鐘初始化、端口的初始化、DAC參考電壓源初始化和DAC的初始化。</p><p>　　4.2.1系統(tǒng)時鐘初始化</p><p>　　系統(tǒng)時鐘初始化主要是設(shè)置內(nèi)部振蕩控制寄存器OSCICN和外部振蕩器控制寄存器OSCXCN。C8051有內(nèi)部振蕩器和外部振蕩器電路之分，每個驅(qū)動電路都能產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘，可以通過軟件配置。內(nèi)部振蕩器可以被使能/禁止，其振蕩頻率可以用內(nèi)部振蕩器控制寄存器OSC

55、ICN改變。本次課題采用16MHZ的內(nèi)部時鐘源作為系統(tǒng)時鐘。</p><p>　　圖4-2 OSCICN: 內(nèi)部振蕩器控制寄存器</p><p>　　位 7 ： MSCLKE：時鐘丟失使能位</p><p>　　0：禁止時鐘丟失檢測器。</p><p>　　1：使能時鐘丟失檢測。</p><p>　　位 6-5 ：

56、 未用。讀=00000b，寫 = 忽略</p><p>　　位 4 ： IFRDY：內(nèi)部振蕩器頻率準(zhǔn)備好標(biāo)志</p><p>　　0：內(nèi)部振蕩器頻率不是按IFCN位指定的速度運行。</p><p>　　1：內(nèi)部振蕩器頻率是按IFCN位指定的速度運行。</p><p>　　位3 ： CLKSL：系統(tǒng)時鐘源選擇位</p>&

57、lt;p>　　0：選擇內(nèi)部時鐘源作為系統(tǒng)時鐘</p><p>　　1：選擇外部時鐘源作為系統(tǒng)時鐘</p><p>　　位2 ： IOSCEN：內(nèi)部振蕩器使能位</p><p><b>　　0：內(nèi)部振蕩器關(guān)閉</b></p><p><b>　　1：內(nèi)部振蕩器工作</b></p>

58、<p>　　位1-0： IFCN1-0：內(nèi)部振蕩器頻率控制位</p><p>　　00：內(nèi)部振蕩器典型頻率為2MHZ</p><p>　　01：內(nèi)部振蕩器典型頻率為4MHZ</p><p>　　10：內(nèi)部振蕩器典型頻率為8MHZ</p><p>　　11：內(nèi)部振蕩器典型頻率為16MHZ</p><p>

59、　　以下是系統(tǒng)時鐘初始化函數(shù)，選擇系統(tǒng)時鐘為16MHZ內(nèi)部晶振。</p><p>　　void SYSCLK_Init (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　OSCICN = 0x87; // 選擇16M內(nèi)部晶振</p><p>　　for (nTemporary=0;

60、 nTemporary < 256; nTemporary++) ; // 延遲 (ms)</p><p>　　OSCXCN=0x6F; </p><p>　　OSCICN|=0x08; // 等待晶振穩(wěn)定</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.2.

61、2 端口初始化</p><p>　　端口初始化是通過設(shè)置寄存器XBR0，XBR1，XBE2,PRT1CF,PRT2CF,PRT3CF。交叉開關(guān)根據(jù)優(yōu)先權(quán)譯碼表將所選擇的內(nèi)部數(shù)字資源分配到I/O引腳。寄存器XBR0，XBR1，XBE2用于選擇內(nèi)部數(shù)字功能或讓I/O引腳默認(rèn)為端口I/O。端口配置寄存器PRT1CF,PRT2CF,PRT3CF將端口I/O單元配置為推挽或漏極開路方式。端口I/O初始化比較簡單，不管XBR

62、n寄存器的設(shè)置為何值，在交叉開關(guān)被使能之前，外部引腳保持標(biāo)準(zhǔn)端口的輸入方式。對于給定的XBRn設(shè)置，可以使用優(yōu)先權(quán)譯碼表確定I/O引腳分配。</p><p>　　以下為端口初始化函數(shù)：</p><p>　　void PORT_Init (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　XBR0 =

63、 0x00; </p><p>　　XBR1 = 0x00;</p><p>　　XBR2 = 0x40; // Enable crossbar and weak pull-ups</p><p>　　PRT1CF = 0xff；</p><p>　　PRT2CF = 0xff；</p><p>　　PRT3CF

64、 = 0xff；</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.2.3 DAC的初始化</p><p>　　DAC0的功能和DAC1的功能完全相同，以DAC0為例介紹一下它的相關(guān)設(shè)置。DACO的初始化是通過設(shè)置電壓基準(zhǔn)控制寄存器（REFOCN）和DAC0控制寄存器（DAC0CN）。圖4-3所示為DAC0控制寄存器各個位的功能，

65、將位7置1,DACO正常工作；向位2-0寫000，DAC0數(shù)據(jù)字的高4位在DAC0H[3:0],低字節(jié)在DAC0L中。</p><p>　　圖4-3 DAC0CN:DAC0控制寄存器</p><p>　　位 7 ： DAC0EN：DAC0使能位</p><p><b>　　0：DAC0 禁止</b></p><p>

66、<b>　　1：DAC0 使能</b></p><p>　　位 6-3 ： 未用。讀=00000b，寫 = 忽略</p><p>　　位 2-0 ： DAC0DF2-0：ADC0數(shù)據(jù)格式位</p><p>　　圖4-4所示為電壓基準(zhǔn)控制寄存器各個位的功能。為了給DAC0提供偏置，必須將REF0CN寄存器中的偏置使能位（BIASE）置1，還必須正

67、確設(shè)置DAC0的電壓基準(zhǔn)通過將位0置1，采用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓即2.4V。</p><p>　　圖4-4 REF0CN:電壓基準(zhǔn)控制寄存器</p><p>　　位 7-3 ： 未用。讀=00000b，寫 = 忽略</p><p>　　位2 ： TEMPE:溫度傳感器使能位</p><p>　　0：內(nèi)部溫度傳感器關(guān)閉</p>&l

68、t;p>　　1：內(nèi)部溫度傳感器工作</p><p>　　位1 ： BIASE：ADC和DAC偏壓使能</p><p><b>　　0：內(nèi)部偏壓關(guān)閉</b></p><p>　　1：內(nèi)部偏壓使能（使用ADC和DAC時需要）</p><p>　　位0 ： BEFBE：內(nèi)部電壓基準(zhǔn)緩沖器使能位</p>

69、<p>　　0：內(nèi)部電壓基準(zhǔn)緩沖器關(guān)閉</p><p>　　1：電壓基準(zhǔn)緩沖器工作</p><p>　　以下為DAC初始化函數(shù)：</p><p>　　void DAC0_1_Init (void) //DAC0和DAC1初始化</p><p><b>　　{</b></p>&l

70、t;p>　　REF0CN = 0x03;</p><p>　　DAC0CN |= 0x80; //DAC0使能</p><p>　　DAC0CN |= 0x80; //DAC1使能</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.3 液晶顯示</b>&l

71、t;/p><p>　　液晶顯示是用來顯示調(diào)幅指數(shù)的大小以及電路的工作狀態(tài)，從AD835的芯片資料可知x和y輸入信號范圍為-1～+1 v，帶寬為250 MHZ，AD835的輸出V0電壓范圍為-2．5v～+2．5 v。電路的設(shè)計應(yīng)保證AD835的輸入信號范圍不大于-1～+1 v，由公式 </p><p>　　調(diào)制指數(shù)，式中項應(yīng)大于0而小于1V.所以設(shè)置載波信號的幅值UC為1v,調(diào)制信號UΩ的幅值為

72、0.5v,A=0.5V?？芍ㄟ^設(shè)置E的大小0-1v之間變換，可使，即E與一一對應(yīng)，改變E就可改變調(diào)幅指數(shù)。當(dāng)A= 0V時或者A=0.5V就可實現(xiàn)DSB和AM的切換。</p><p>　　液晶主要用以顯示：1電路工作狀態(tài)即DSB或AM模式；2 AM的調(diào)制指數(shù)。</p><p>　　例如顯示DSB模式：</p><p>　　顯示為：“當(dāng)前模式：DSB”</p&g

73、t;<p><b>　　顯示AM模式：</b></p><p>　　顯示為“當(dāng)前模式：AM”</p><p>　　“調(diào)制指數(shù)：0.3”</p><p>　　改變調(diào)制指數(shù)，則顯示數(shù)值相應(yīng)改變。</p><p><b>　　5 制作和調(diào)試</b></p><p>

74、;<b>　　5.1 制作過程</b></p><p>　　在查閱大量資料和熟悉本設(shè)計各模塊功能的基礎(chǔ)上，先畫系統(tǒng)的整個流程圖，再分模塊設(shè)計每個部分的程序以及實現(xiàn)的方法。</p><p><b>　　5.2 硬件調(diào)試</b></p><p>　　首先檢查硬件連接是否連接正確,本次設(shè)計所用的是電子綜合設(shè)計實驗開發(fā)板，連上由A

75、D835芯片組成的調(diào)制模塊，圖5-1所示就是硬件電路圖。</p><p>　　圖5-1 硬件實物圖</p><p>　　本課題使用信號發(fā)生器產(chǎn)生載波信號和調(diào)制信號，載波信號的頻率為100KHZ幅度為1v,調(diào)制信號頻率為5KHZ幅度為0.5v。通過按鍵為DAC提供不同輸入值從而控制AM/DSB模式的轉(zhuǎn)換，并改變AM的調(diào)幅指數(shù)。</p><p>　?。?）調(diào)幅指數(shù)為0

76、.3的AM調(diào)制，液晶顯示內(nèi)容如圖5-2所示，示波器顯示的已調(diào)波波形如圖5-3所示。</p><p>　　圖5-2 液晶顯示電路模式以及調(diào)幅指數(shù)</p><p>　　圖5-3 AM波形圖</p><p>　　調(diào)幅指數(shù)為0.6的AM調(diào)制，波形圖如圖5-4所示。</p><p>　　圖5-4 AM波形圖</p><p>　　

77、（3）調(diào)幅指數(shù)為1的AM調(diào)制波形如圖5-5所示。</p><p>　　圖5-5調(diào)幅指數(shù)為1的AM波形圖</p><p><b>　　6　結(jié) 論</b></p><p>　　本設(shè)計方案按照任務(wù)書的要求，設(shè)計抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）和調(diào)幅指數(shù)可變的普通振幅調(diào)制（AM）信號產(chǎn)生電路，通過軟件實現(xiàn)二者之間的自由切換，并可以對AM調(diào)制指數(shù)進行靈活設(shè)

78、定。本課題的硬件模塊主要是對AD835組成的調(diào)制部分的設(shè)計，信號產(chǎn)生部分以及液晶顯示部分是用已有的電子綜合設(shè)計的實驗板。軟件部分包括初始化部分，AM/DSB的功能轉(zhuǎn)化部分以及AM指數(shù)的調(diào)整，采用C語言編程實現(xiàn)。</p><p>　　由于時間的不足，本課題只討論了調(diào)幅指數(shù)為0~1范圍內(nèi)的值，當(dāng)ma>1時的情況沒做研究，所以內(nèi)容上一些不足之處，有待在以后的工作學(xué)習(xí)中進一步改進實現(xiàn)。</p><

79、;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 馮玉珉,通信系統(tǒng)原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[2] 沈保鎖，侯春萍.現(xiàn)代通信原理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[3]高吉祥.高頻電子線路[M].第2版.北京：電子工業(yè)出版社，2007.</p>

80、<p>　　[4] 謝自美． 電子線路設(shè)計實驗測試[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006．</p><p>　　[5] 郭宗光，鄒立君.信號的幅度調(diào)制原理[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報，2005，25（4）：52-55.</p><p>　　[6] Mitola J.The software radio architecture [J].IEEE Communication

81、 Magazine ,1995 (5) </p><p>　　[7] 胡宴如，耿蘇燕等.高頻電子線路[M].北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　[8] 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　[9] 聶偉，劉星，蘇偉.基于DSP 的AM/ FM 調(diào)制器實驗?zāi)K的實現(xiàn)[J].北

82、京化工大學(xué)學(xué)報，2008,35（4）：104-106.</p><p>　　[10] 褚振勇,翁木云.FPGA 設(shè)計與應(yīng)用[M].西安: 西安電子科技大學(xué)出版社,2002.</p><p>　　[11] 博戰(zhàn)捷，董輝．AM 信號到DSB 信號的連續(xù)過渡與同步檢波[J].吉林大學(xué)學(xué)報，2005，23（5）：237-240.</p><p>　　[12]鄔國揚，顧涵錚，