現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改造研究

史春俠

（寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 寶雞721000）

現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改造研究

史春俠

（寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 寶雞721000）

通過(guò)對(duì)現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，設(shè)計(jì)現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于現(xiàn)代電子通信的交通燈通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改造優(yōu)化，以確保電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量符合現(xiàn)代使用需求。結(jié)果分析，對(duì)于改造設(shè)計(jì)的現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)，其系統(tǒng)性能較之前提升20.0%，電子通信出錯(cuò)率降低6.0%，具有重要改造價(jià)值。證實(shí)基于現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化改造系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，不僅可以提升系統(tǒng)通信性能，也可降低通信出錯(cuò)率，發(fā)揮積極影響。

電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)；現(xiàn)代電子通信；研究；改造

隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不斷完善改造電子通信技術(shù)，不僅可以在很大程度上提高我國(guó)科技發(fā)展水平，也可以改善人們生活水平。但在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，也存在很多的應(yīng)用缺陷，對(duì)于現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，還需不斷的進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。文中通過(guò)對(duì)現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)在交通燈通信這個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)改造研究，以確保改善現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，改造現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)。

1 現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)需求分析

1.1 基本實(shí)現(xiàn)需求

基于現(xiàn)代電子通信技術(shù)，優(yōu)化改善設(shè)計(jì)技術(shù)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)基于十字路口交通燈的電子通信系統(tǒng)，并且該電子通信系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)需求如下所示：

1）對(duì)于甲車(chē)道以及乙車(chē)道，確保兩條交叉的道路車(chē)輛能夠交替運(yùn)行，且每次的通行時(shí)間可以設(shè)為40秒。

2）并且，在每次交通燈的綠燈變紅燈之時(shí)，確保使黃燈能夠先亮5秒鐘，之后才能確保變換運(yùn)行實(shí)現(xiàn)車(chē)道。

3）當(dāng)通信系統(tǒng)中黃燈亮?xí)r，也要求其每秒鐘可以閃亮一次。

4）對(duì)于十字路口的數(shù)字顯示燈，確保其亮的時(shí)間可以作減法計(jì)數(shù)；

5）確保通行時(shí)間以及黃燈時(shí)間可在0到99 s內(nèi)去任意的設(shè)定。

1.2 通信需求

在電子通信設(shè)計(jì)中，其電子通信主要由紅外發(fā)射以及紅外接收這兩個(gè)通信過(guò)程組成［3］。在通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信中，先將數(shù)字信息傳送給系統(tǒng)的紅外發(fā)射電路中，然后經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)制，使其轉(zhuǎn)化為紅外信息傳輸，由系統(tǒng)接收模塊接收之后，可以將該信息進(jìn)行處理分析，并實(shí)現(xiàn)電子通信，滿足現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作達(dá)到的目的需求。

2 現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)架

對(duì)于該現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化改造系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)優(yōu)化現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)。系統(tǒng)通信部分主要由控制器部分、定時(shí)器部分以及譯碼器與秒脈沖信號(hào)發(fā)生器等部分組成［4］。對(duì)于秒脈沖發(fā)生器，是該電子通信系統(tǒng)中的重要模塊，是定時(shí)器與控制器中標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的信號(hào)源，電子通信的譯碼器可以輸出兩組信號(hào)燈傳輸?shù)目刂菩盘?hào)，然后可以經(jīng)驅(qū)動(dòng)后，將其轉(zhuǎn)化為電信息進(jìn)行傳輸。具體如圖1所示。

圖1 現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

對(duì)于該圖中，可以將TL用來(lái)表示在甲車(chē)道、乙車(chē)道的綠燈通信情況，確保其亮的間隔可以達(dá)到40秒，也就是達(dá)到電子通信系統(tǒng)中車(chē)輛可以正常通行的時(shí)間。并且可以進(jìn)行定時(shí)，當(dāng)時(shí)間到之后，TL=1，不然，則是TL=0。

TY能夠用來(lái)表示黃燈情況，其亮的時(shí)間間隔設(shè)置為5 s。定時(shí)時(shí)間到了TY=1；否則是TY=0。

ST能夠表示定時(shí)器通信情況，當(dāng)?shù)揭欢ǖ囊?guī)定時(shí)間之后，可以由系統(tǒng)的控制器發(fā)出關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換信號(hào)，從而由它控制定時(shí)器使該系統(tǒng)能夠?yàn)橄乱粋€(gè)通信工作狀態(tài)進(jìn)行定時(shí)。

對(duì)于秒脈沖的發(fā)生器電路中，主要可以由一片555定時(shí)器組成，可以構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，設(shè)計(jì)其脈沖周期達(dá)到1s，其相關(guān)計(jì)算公式是：

T1=（2R2+R1）Cln2。

以T1信號(hào)來(lái)作為系統(tǒng)中的輸出脈沖。

對(duì)于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)秒脈沖同步的計(jì)數(shù)器能夠定時(shí)器；確保在系統(tǒng)中，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)ST能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)器的控制［5-9］，從而可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信轉(zhuǎn)換功能。

2.2 電子通信設(shè)計(jì)

AT89C51單片機(jī)有一個(gè)全雙工異步串行I/O口，占P3.0（串行數(shù)據(jù)接收端RXD）和P3.1（串行數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD）兩個(gè)引腳，是P3口的第二個(gè)功能［10-14］。對(duì)于該接口中，不僅可以同時(shí)進(jìn)行電子通信數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收工作，同時(shí)，也可以將其作為一個(gè)系統(tǒng)中的同步移位寄存器來(lái)使用。本設(shè)計(jì)選擇串行口波特率由下式確定：

T1定時(shí)器被作為波特率發(fā)生器之時(shí)，可以選擇使用定時(shí)器模式2（也就是自動(dòng)重裝的初值定時(shí)器），發(fā)揮更實(shí)用的作用［15］，此時(shí)，T1溢出速率為（X為T(mén)H1和TL1定時(shí)計(jì)數(shù)初值）：

本次設(shè)計(jì)中波特率取4 800 b/s。串口通信流程如圖2所示。

圖2 通信流程圖

紅外遙控發(fā)射的整體過(guò)程中，當(dāng)不同的鍵指令被按之下時(shí)，對(duì)于該指令信號(hào)的電路，形成的脈沖編碼信號(hào)也會(huì)不同，經(jīng)過(guò)現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)調(diào)制之后，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫幋a的脈沖調(diào)制信號(hào)［16］，由系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器，從而可以傳輸該通信信號(hào)。如圖3所示。

圖3 信號(hào)發(fā)射的流程圖

當(dāng)系統(tǒng)收到該紅外載波的信號(hào)之時(shí)，系統(tǒng)的接收器能夠輸出一個(gè)低電平，反之，對(duì)于系統(tǒng)的接收器部分，則會(huì)輸出高電平，因此，系統(tǒng)就可以將時(shí)斷時(shí)續(xù)的信號(hào)，調(diào)制成一個(gè)連續(xù)的方波信號(hào)，然后經(jīng)電子通信系統(tǒng)內(nèi)部處理之后，就可以將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的通信數(shù)據(jù)。

2.3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分

在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其硬件控制器能夠按照交通管理規(guī)則控制信狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，能夠在設(shè)定好的時(shí)間內(nèi)，確保通信信號(hào)的準(zhǔn)確性，并運(yùn)用系統(tǒng)譯碼器讀取出準(zhǔn)確的通信數(shù)據(jù)，將其傳輸給交通燈燈，實(shí)現(xiàn)電子通信。

對(duì)于電子通信過(guò)程中信號(hào)的控制部分，關(guān)于甲、乙兩車(chē)道中，其紅燈、黃燈以及綠燈控制信號(hào)之間，還存在下面的關(guān)系：甲車(chē)道中的綠燈亮，NSG為1；乙車(chē)道的綠燈亮，EWG為1；而甲車(chē)道黃燈亮?xí)r，NSY為1；乙車(chē)道中黃燈亮之時(shí)EWY為1。在系統(tǒng)中，其控制器轉(zhuǎn)換狀態(tài)過(guò)程，如表1中所示。

表1 系統(tǒng)控制器的相關(guān)狀態(tài)

對(duì)于系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)中，對(duì)于計(jì)時(shí)器連接中，可以在計(jì)時(shí)器后面還有雙D觸發(fā)器，能夠因?yàn)檩敵?、輸入端口變化，確保計(jì)時(shí)器也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而可以反映出系統(tǒng)中Q1Q0的實(shí)時(shí)狀態(tài)，如表2中所示。

表2 輸出狀態(tài)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其D/A轉(zhuǎn)換過(guò)程，如圖4所示。

對(duì)于圖中的運(yùn)算放大器A2，其在系統(tǒng)中的作用，就是能夠把A1運(yùn)算放大器中的單向輸出電壓，使其能夠轉(zhuǎn)換為雙向的輸出；作用原理就是，能夠把A2輸入端∑，使電阻R1和參考電壓VREF進(jìn)行相連，這樣當(dāng)VREF經(jīng)過(guò)R1時(shí)，得到的電流方向就會(huì)與I2相反。對(duì)于D/A轉(zhuǎn)換器中，其總的輸出電壓是：

圖4 系統(tǒng)D/A轉(zhuǎn)換的輸出電路

若設(shè)R1=R3=2R，R2=R，則可以得出：

在電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，74LS164D如下圖所示：

圖5 74LS164D芯片

在電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，關(guān)于74LS164D芯片，其基本的工作原理就是，如果在A與B端的輸入口，均為高電平狀態(tài)，那么此時(shí)輸出的3到13引腳，也均會(huì)相繼變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，反之亦然。

2.4 系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn)

可以根據(jù)相關(guān)的仿真軟件，分析系統(tǒng)電子通信結(jié)果，可以在系統(tǒng)中確定相關(guān)電路參數(shù)，并制定出變量之間的相互關(guān)系，運(yùn)用數(shù)學(xué)形式描述，從而能夠設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代電子通信技術(shù)的紅綠燈通信系統(tǒng)，仿真分析系統(tǒng)質(zhì)量性能。系統(tǒng)電路接線如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)接線

可以在仿真過(guò)程中，設(shè)系統(tǒng)中10引腳、11引腳均為高電平，將其表示為Q1、Q2，并假設(shè)左邊燈泡分別是：紅燈1、黃燈1、綠燈1，則右邊的三個(gè)燈泡是：紅燈2、黃燈2、綠燈2。將這參數(shù)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)譯碼之后，可以得出燈泡的狀態(tài)表達(dá)式，如下所示：1=Q1，表示紅燈；2=Q2'，表示紅燈；1=Q1Q2'，表示黃燈；2=Q1'Q2，表示黃燈；1=Q1'Q2'，可以表示綠燈；2=Q1Q2，表示綠燈。

對(duì)于現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在其具體實(shí)現(xiàn)通信過(guò)程中，確保初始的QE、QF為低電平的狀態(tài)，這樣就能夠使系統(tǒng)中A、B為高電平，并且10引腳、11引腳為Q1'Q2'，綠1與紅2將會(huì)亮。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其六盞燈的通信順序，如表3中所示。

表3 交通燈的通信狀態(tài)變化表

3 研究改造后現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)使用性能

對(duì)于改造設(shè)計(jì)的現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)，其系統(tǒng)性能較之前提升20.0%，電子通信出錯(cuò)率降低6.0%，具有重要改造價(jià)值?，F(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化改造系統(tǒng)方案，有助于改善系統(tǒng)性能，確保對(duì)系統(tǒng)對(duì)紅綠燈信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理，通信速度更快、通信質(zhì)量更高、通信形式更靈活、通信費(fèi)用更低，可以發(fā)揮良好的電子通信效能，完成現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)工作；并可提升系統(tǒng)通信穩(wěn)定性，完善電子通信技術(shù)，降低電子通信系統(tǒng)在通信過(guò)程中的出錯(cuò)率，發(fā)揮積極影響。

4 結(jié) 論

綜上所述，在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步改造當(dāng)前電子通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，不僅可以提高我國(guó)的科技發(fā)展水平，也可以改善現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著很大的影響。

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Research on the design and reconstruction ofmodern electronic communication system

SHIChun-xia
（Baoji Vocational Technology College，Baoji721000，China）

Through the requirement analysis and design ofmodern electronic communication system，the communication system is designed based on themodern electronic communication system，which isused to optimize the traditionalelectronic communication system design.Results analysis，for the design of modern electronic communication system，the system performance is improved by 20%，the electronic communication error rate is reduced by 6%，which has important value of transformation.It is proved that the design of the system can notonly improve the communication performance of the system，butalso reduce the error rate of the communication system.

electronic communication system design；modern electronic communication；research；reform

TN99

A

1674－6236（2016）20-0059-03

2015-07-14 稿件編號(hào)：201507106

史春俠（1972—），女，陜西寶雞人，講師。研究方向：電子信息技術(shù)。