单片机控制的DBPL编码信号源系统设计-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

引言
    DBPL(Differential Bi-Phase Level)编码是一种超越传统数字传输极限的编码方式。DBPL编码被广泛应用于以太网、工程测井仪器和铁路应答器等工程应用中。在铁路应答器中，通过DBPL编码传输信号给列车车载处理器，实现对列车运行的控制。
    本文设计了一种基于AT89LV51单片机控制的DBPL编码信号的信号源系统，能够产生DBPL编码信号；同时设计了系统的电源管理模块，保证系统的正常供电。

1 信号源系统的设计
    该信号源由时钟复位模块、DBPL信号产生电路、DC-DC转换电路、充电管理电路和A／D转换电路组成。单片机AT89LV51控制编码模块产生DBPL信号；充电管理电路对系统所用电池进行充电管理，保证电池的充分充电；DC-DC转换电路为单片机以及编码逻辑产生稳定电压的供电；A／D转换电路采集电池电量信息，并告知单片机处理。信号源系统设计框图如图1所示。

1．1 DBPL信号产生电路
本设计中，DBPL信号由作为能量载波的正弦波与脉冲编码信号合成。脉冲编码信号采用DBPL编码，平均传输速率为564．48 kb／s；能量载波为正弦波，信号频率为8．82 kHz。该模块的输入为8位待编码的并行二进制数据，与AT89LV51单片机的P1．0～P1．7相接，由单片机控制提供输入。DBPL信号产生电路原理图如图2所示。

[page]

其中，并行转串行电路采用一片8位并串转换移位寄存器74166和一片计数器74163，计数器74163采用模8计数。当计数器计满8个数时，清零计数器，重新开始计数；计数期间，8位并行数据按照时钟节拍输出。2分频及64分频采用计数器74163实现。微分电路采用D触发器及门电路实现。并串转换输出 Q1经过非门与微分电路取得的上升沿Q2相与，得出 Q3，经过D触发器实现2分频输出Q4，最后Q0与Q4异或求得编码输出。输出8．82kHz的方波和564．48 kHz的脉冲波，再分别进行滤波、放大调理，然后合成为最终所要得到的DBPL信号。假设单片机输入并行数据为11010011，则图2中各点的波形如图3所示。

[page]

1．2 充电管理电路
    出于对系统便携式的考虑，本系统采用可充电电池(6节镍氢电池)对系统供电，每节电池的电压为1．2 V；同时，采用Maxim公司的电池管理芯片MAX713CPE对镍氢电池进行管理，确保电池安全且完全充电，且由单片机对电源模块进行控制和检测。
    MAX713CPE是一种用于镍氢和镍镉电池的快速充电管理芯片，它具有以下特点：
    ◆电池数量、充电时间以及电流大小可调；
    ◆零点电压斜率检测，对电池进行快速、涓流充电；
    ◆电池不充电时，芯片消耗最大电流仅为5μA；
    ◆所需外围电路少，仅需一个PNP引脚便可实现基本的充电管理。
    充电管理电路如图4所示。VLIM引脚用于设定最大的电池电压，它与电池电压和电池节数存在如下关系：
    (BATT+-BATT-)≤(VLIMIT×n)

[page]

    其中，(BATTC+-BATT-)为电池两端电压，n为电池节数，一般情况下将VLIMIT连接到REF引脚即可。PGM0和PGM1引脚用来设定被充电电池的节数(1～16节)：根据需要将PGM0、PGM1有选择地连接到V+、REF、BATT-中的任何一引脚或者悬空，本设计中充电电池设定为6节。PGM2和PGM3引脚用来设定最大快速充电时间，按照与设置PGM0和PGM1引脚相同的方法，可按需求设定最大快速充电时间(33～264 min)，本设计中设为120min。
    本系统还实现电池电量的检测，在图4中通过放大器OP07EP检测电池电压并送入到A／D转换电路，最后交给单片机进行处理。
    电池电压输出为7．2 V，充满状态下可达到7．4～7．6 V。单片机所用电压为3．3 V，DBPL信号产生电路所需的电压为5 V，这就需要DC-DC转换电路将7．2 V的额定电压转换为5 V和3．3 V。采用两级转换：第一级将7．2 V电压转换产生5 V电压供给DBPL信号产生电路，第二级将5 V电压转换为3．3 V供给单片机。系统采用SPX1117(SPX1117-5和SPX1117-3．3)作为DC-DC转换电路中的稳压芯片。该芯片的特点是低压差，0．8A时压差仅为1．1V，且电压可选(为5 V及3．3V)。DC-DC转换电路如图5所示。

2 测试结果
该系统设计完成之后，对其进行了详细的测试实验。测试结果表明，输入信号能够通过单片机编程得到很好的控制，信号源输出的正弦波幅度和脉冲波幅度均达到应用要求，可以广泛应用于仿真测试、项目实验领域。如果需要进一步放大，须外接放大电路和外部电源。DBPL编码信号传输速率为指定的564．48 kb／s。电源管理电路能够有效地对电池进行管理，充电时间大致保持在120～140min，电池充满后进入到涓流充电。在使用过程中，单片机可以通过A／D转换电路实时监测电池的电量并告警。DC-DC转换电路输出的电压稳定，且功耗低。

关键字：单片机控制 DBPL编码信号源引用地址：单片机控制的DBPL编码信号源系统设计

上一篇：硬件单片机实现温室智能控制
下一篇：基于FPGA+单片机的调焦变倍系统设计

推荐阅读最新更新时间：2024-03-16 12:59

单片机控制GSM手机的技术及应用

随着科技的飞速发展和人民生活水平的不断提高，手机的普及率越来越高，更新也越来越快，价格也越来越便宜。因为手机工作的无线网络覆盖范围广，在信息传递方面性能稳定、可靠，所以把手机作为信息传递的载体，与单片机结合起来构成应用系统有着强大的生命力和广阔的应用空间，特别是在远程数据传输、远程监控等领域更是受到电子设计应用工程师的关注。一些专业刊物也介绍了一些有关这方面的文章，然而由于手机的控制指令复杂，数据格式繁琐，工程技术人员在进行单片机与手机的硬软件接口设计时经常会遇到很多困难，有时还无资料可查。笔者在完成一个项目的开发过程中，针对几种手机进行了大量的测试和实验，在此基础上归纳出一些带规律性的结论，对此结论，工程设计人员可拿来即用，大大缩

[应用]

用于激励超声导波的激励信号源的设计方法

　　在应用于管道缺陷检测的众多无损检测技术当中，超声导波检测技术与常规无损检测方法相比，具有检测距离长，检测速度快等突出优点。超声导波在管道中传播时存在多模态与频散特性，若超声导波所用的激励源仍采用常规超声检测时宽带激励的方法，则在管道中所激发出的超声导波，将会发生频散，即不同频率的超声导波其群速度也不一样，这样会使管道中接收到的超声导波回波信号的幅值微弱，不利于缺陷检测的分析与处理，频散严重时可能无法得到缺陷回波信号。通过分析频散曲线可知，在某一频率范围内，某一模态的导波几乎不发生频散，纵向轴对称导波模态L(O，2)就是其中的一种，L(0，2)模态在一定的频率范围(40～500 kHz)内其传播速度几乎保持不变，且传播速度最快。

[电源管理]

用于激励超声导波的激励<font color='red'>信号源</font>的设计方法

51单片机控制步进电机的程序

初学单片机： #include reg52.h #include stdio.h code unsigned char tab = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; unsigned char code F_Rotation ={0x02,0x04,0x08,0x10}; unsigned char Dis_Shiwei;//定义十位 unsigned char Dis_Gewei; //定义个位 sbit key1=P3^0;//定义按键位置 sbit key2=P3^1; sbit key3=P3^2; sbit key4=

[单片机]

一种单片机控制的多功能交流稳压电源

摘要：提出一种单片机控制的多功能交流稳压电源，论述其工作原理，给出了软、硬件框图。该电源实现了智能化、多功能、高精度，还有定时输出、智能闹钟和显示直观等功能。关键词：交流稳压电源单片机定时 1 引言目前我国有些地方由于电力供应紧张，或电力设备严重老化，在用电高峰期，电网超负荷运行，电网电压太低，而在用电低谷期，电网电压太高，这种电压大幅度波动的现象，很容易给一些用电设备带来损害。特别是不断出现的各种智能化仪器仪表、个人电脑等家用电器，对电源质量的要求越来越高，这就需要研制一种高性能的交流稳压电源。当前市场上的交流稳压电源有继电器控制和伺服电机控制的交流稳压电源两类，前者是一种有级调整，价格低廉，效

[电源管理]

利用STC89C52单片机控制LCD1602（不带中文字库）显示的中文

一、设计原理使用STC89C52单片机控制1602LCD（不带中文字库的）；利用1602LCD（不带中文字库的）中的存储器（64个字节00H-3FH）自建立8个5 8点阵的字符从而显示中文字符。二、LCD1602的指令集： 1、清屏 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 运行时间（250Khz）:1.64ms; 功能：清DDRAM和AC值。 2、归位 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB

[单片机]

单片机控制的PWM斩波式交流净化稳压电源

摘要：介绍了传统的正弦能量分配交流净化稳压电源的基本原理及如何用高频斩波和单片机技术对其进行改造。关键词：高频斩波交流稳压器 AVR 目前，在各种交流稳压电源中，采用正弦能量分配技术的交流净化稳压电源是一种技术先进的稳压电源。这种电源主要是通过改变晶闸管的触发角θ，来控制调感支路的等效电感，从而起到稳定输出电压的作用。它具有性价比高、可靠性好等特点。但是这种方式产生的谐波较多，电感损耗较大，噪音明显，尤其对电网产生很大干扰。为此，笔者用高频PWM斩波技术对其进行改造，用M

[电源管理]

pic单片机控制时钟芯片DS1302程序

#include p IC .h //包含单片机内部资源预定义 __CONFIG(0x1832); //芯片配置字，看门狗关，上电延时开，掉电检测关，低压编程关，加密，4M晶体HS振荡 #define i_o RB4 //定义DS1302的数据口 #define sclk RB0 //定义DS1302的时钟口 #define rst RB5 //定义DS1302的复位口 // unsigned char time_rx; unsigned char time_rx @ 0x30; //定义接收寄存器 static v

[单片机]

基于89C52单片机的微电压信号源设计

1　设计原理　　被测设备要求提供0．5～50mV的可调直流模拟电压，分辨率达10微伏，精度达±0．01mV，温度跟随性要好，即要求提供高精度的微电压信号。　　如果采用单片机通过D/A转换器输出所需电压，输出范围0～5V，LSB＝0．01mV，则D/A转换器的位数：　　X＝lg2(5000/0．01)≈19(Bit) 　　考虑D/A转换器的量化误差、温漂、噪声和其他各种误差的影响，至少选择21Bit以上的D/A转换器，但目前尚无适合本系统设计的D/A转换器。因此，在考虑系统分辨率和输出电压范围的前提下，采用如下方案：先将小于50 mV的电压数值扩大100倍，再用 16Bit D/A转换器输出，然后通过200倍的高精密分

[单片机]