毕业设计(论文)-基于数字调频编码技术的便携线序测试仪的设计(发送端部分) .doc
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1、本科毕业设计论文课题名称 基于数字调频编码技术的便携线序测试仪的设计(发送端部分)学生姓名 学号 20062445 专业名称 电子科学与技术 指导教师姓名 申请学位级别 工学学士 学位授予单位 河海大学 论文提交日期 2010年6月 计算机与信息学院(常州)河 海 大 学本科毕业设计(论文)任务书(理 工 科 类)、毕业设计(论文)题目: 机遇数字调频编码技术的便携线序测试仪的设计(发送端部分) 、毕业设计(论文)工作内容(从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明): 在雷达检测和维修中,电缆故障是经常遇见的故障之
2、一。但由于电缆内部包含导线数目较多且不可分,常常因没有合适的测量仪器而使检测和维修的难度加大,因此,急需一种能对电缆内部导线逐一定位和标识的测量仪器。 本课题要求学生具有:1. 具有数字通信的相关知识。 2. 熟练掌握Multisim等电路仿真工具,设计电路,并对电路性能进行仿真。 3. 熟练掌握protel等软件,设计电路PCB。 4. 熟练掌握51单片机系统的软件设计的方法 5. 给出论文英文摘要、专业英文资料翻译。 通过本课题的研究,可以使学生了解实际系统的设计方法,有一定的难度。 、进度安排:(1)2009年11月2010年1月:查阅资料,英文翻译 (2)2010年2月2010年3月:
3、熟悉课题背景,进行相关资料收集 (3)2010年3月2010年4月:提出设计方法,熟悉Multisim软件仿真电路性能。 (4)2010年4月2010年5月:设计电路PCB,并调试 (5)2010年5月2010年6月:系统完善及准备撰写论文、答辩 、主要参考资料:1 王力,张伟编著.Protel 99SE典型实例.人民邮电出版社. 2 李建忠编著.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社. 3 韩广兴等编著.常用仪表使用方法与应用实例.电子工业出版社 .4 美 Myke Predko 编著,田玉敏等译.精通8051程序设计.人民邮电出版社. . 指导教师: , 年 月 日学生姓名: ,专业年级
4、:2006级电子科学与技术 系负责人审核意见(从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核): 系负责人签字: , 年 月 日摘 要随着信息技术的迅猛发展,电缆在信息的传输过程中起到了非常重要的作用。但是电缆故障时有发生,并且由于电缆内部所包含的导线数目很多且不可分,而传统的电缆检测器件价格昂贵,操作繁琐,这对于电缆的高效利用是一个很大的弊端,所以急需一种测量器件能够对电缆内部的导线进行逐一的定位和标示。本文介绍了一种采用单片机和数字通信编码技术相结合的新型便携式测序仪的发射端设计。本系统功能齐全,能够进行远距离的测试,并且本系统具有较强的抗
5、干扰能力和稳定性。同时操作起来简单方便,易于携带,具有一定的使用价值,可以替代普通的测序仪。本系统利用单片机(C8051F410)按照一定的规则对传输的数据信息进行编码,得到数字编码信号以后再利用调制器进行调制,最后发送给接收端交由接收端进行后续的处理。本文共由六章组成,第一章、第二章主要论述系统设计的背景和理论基础,讨论了系统构成的大体框架。第三章、第四章、第五章分别介绍了系统总体以及各个模块的设计方案。第六章介绍了整个实验的过程以及系统的价值和意义,并且对系统的功能拓展进行了展望。【关键词】 测序仪 单片机 数字信号编码AbstractWith the rapid development
6、of information technology, cable plays a very important role in the course of information transmission. However, it may break down from time to time and the number of the conducting wires in the interior part of the cable is very large and the conducting wires cant be divided. The traditional cable
7、testing machine costs a lot and is hard to operate, which is a deficiency in using the cable efficiently. Therefore, a sort of testing machine which is able to locate and mark the conducting wires in the interior part of the cable is greatly needed. In this paper, the design of the transmitter of a
8、new and portable sequencer combined by the MCU and the digital communication encoding technology is introduced. This system functions well and is able to test in the distance, which also has a strong ability of resisting interference and is stable. It is easy to operate and carry and has a certain v
9、alue of utilizing, which can replace the common sequencer.This system uses MCU (C8051F410) to encode the data transmitted according to certain rules. When the digital encoding signals are gained, it uses the modulator to modulate, and finally transmits to the receiver to do the next process.This pap
10、er is divided into five chapters. The first chapter mainly discuss the background of the system design, the theoretical bases and the general framework of the system. In chapter 2, 3 and 4, the designing plan for the whole system and each module is introduced. The fifth chapter introduces the whole
11、experimental process, the value and significance of the system and the future of the function of the system. 【Key words】sequencer MCU digital signal encoding 目 录本科毕业设计(论文)任务书II摘 要IVAbstractV第一章 绪论1第一节 研究背景1第二节 国内外发展和研究状况2一、RDL-5B/5C电缆故障检测仪系统3二、FCL系列智能型电缆故障测试仪4第三节 本文主要研究内容和章节安排5第二章 系统的总体设计6第一节 载波信号的选
12、择6一、在通信系统中载波信号的产生和作用6二、本课题载波信号选择的方案6第二节 信号编码技术的选择8一、信号编码技术的类型和作用8二、本课题信号编码技术选择的方案9第三节 系统的整体布局与安排10第三章 系统的硬件电路设计11第一节 稳压电源电路11一、直流稳压电源的特性和本系统的选择方案11二、稳压芯片的选择及其使用14第二节 单片机系统电路16一、单片机简介17二、单片机系统电路19第三节 光耦电路20一、光耦的选择20二、光耦的作用21第四节 PCB板的设计22一、PCB的分类及本系统的选择方案23二本系统PCB设计的具体操作方案24第四章 系统的软件控制25第一节 载波信号产生的软件控
13、制25第二节 实现信号编码的软件控制26第五章 实验总结和展望28致 谢30参考文献31附 录32一、英文原文:32二、英文翻译39三、工程设计图纸:46VII河海大学本科毕业设计(论文)第一章 绪论第一节 研究背景电缆通常是指由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的线缆,每组导线之间相互绝缘,并且相互之间围绕着一根中心扭成,整个外表面包有高度绝缘的覆盖层。随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高,电缆已经广泛的应用于电力、通信等相关行业。在电力系统中采用的电线电缆主要有架空裸电、母线、电力电缆、分支电缆、电磁线及电力设备用电气装备电线电缆等。在信息传输系统中所采用的电线电缆主要有市话电缆、电视
14、电缆、电子电缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯和其他复合电缆等。在机械设备、仪器仪表系统中主要采用电力电缆、电磁线、数据电缆、仪器仪表线缆等。但是电线、电缆的故障时有发生,常见的电缆线路故障主要有机械损伤、绝缘损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、电缆过热故障等。当线路发生上述故障时,应切断故障电缆的电源,寻找故障点,对故障进行检查及分析,然后进行相应的修理和试验,该割除的割除,该更换的更换,待故障消除后,方可恢复使用。电缆故障产生的主要原因有:超负荷的运行,长期超负荷的运行,将使电缆的温度升高,绝缘层老化,以致击穿绝缘,从而导致电线电缆故障的产生 由于电缆头施工工艺没有达到应有
15、的要求,从而导致电缆头密封性差,潮气侵入电缆内部,电缆绝缘性能下降从而导致电缆故障的产生;由于电缆的保护层长期受到外界的化学腐蚀或者电缆腐蚀,从而致使保护层失效,绝缘性能降低.,进而导致电缆故障的产生。由于地面下沉而使电缆垂直受力形变,导致电缆折断从而造成电缆故障的产生。 无论是在生产还是在科学研究中,电缆故障都具有很大的危害作用,也可能会产生比较严重的危害,轻则导致停电停产,重则导致触电造成很大的危害,后果十分严重。因此,定期对电缆进行故障测试,及早的发现电缆电线的运行隐患并且采取相应的措施是很有必要的。但是由于电缆内部包含导线数目较多并且不可分,常常因为没有合适的的测量仪器而使检测、维修的
16、难度加大。因此设计一种测量仪器使它能够对导线内部进行逐一的定位和标识就很重要。目前国内市场上这类仪器价格十分昂贵,而且测试结果容易收到外界的环境干扰以及电缆长度的影响,从而严重影响到了测量的准确性。另外由于仪器本身设计的缺陷,使得它很难在功能上进行拓展,这又使测量的过程变得麻烦。为此,我们想利用了数字调频编码技术设计出一种功能相对比较齐全并且能够进行远距离的便携式线性测序仪。通过实验,我们发现这种测序仪具有非常好的可靠性和稳定性,以及良好的抗干扰能力。它操作简单,携带方便,是电缆检测和维修中比较实用的测量仪器。第二节 国内外发展和研究状况随着国内外高新技术的发展,越来越多的电缆故障测序仪得以开
17、发并且得到了应用。目前市场上的这些测序仪功能相对齐全,测试故障安全、迅速、准确。市场上的这些仪器通常采用低脉冲法和高压闪络法来进行探测,可测试电缆内的各种故障,尤其对电缆的闪络及高阻故障可无需烧穿而直接进行测试。同时这些测序仪有着相对较高的测试精度,这些测序仪通常采用高速数据采样技术,A/D采样速度可以达到100MHz,同时还能使仪器的探测盲区接近1m。这些仪器的智能化程度也相对较高,测试结果可以以波形或者数据的形式自动显示在大屏幕液晶显示屏上,判断故障直观而有效。有的仪器甚至还配有全中文菜单显示操作功能,无需对操作人员作专门的培训便可以使用。在其他功能的延伸上,这些仪器通常还有如下这些功能具
18、有波形及参数存储,调出功能,仪器通常采用非易失性器件,关机后波形、数据不容易丢失。具有双踪显示功能,仪器可将故障电缆的测试波形与正常波形进行对比,有利于故障进一步判断。具有波形扩展比例功能,这些仪器能够改变波形比例,可扩展波形进行精确测试具有可以任意改变双光标的位置的功能,这样仪器就可以直接显示故障点和测试的直接距离和相对距离。具有可以根据不同的被测电缆随时修改传播速度的功能。当然随着微电子技术和集成电路技术的迅猛发展,这类仪器的体积变的越来越小,并且有拥有便携式的外形,内装可充电的电池供电,方便携带和使用。 一、RDL-5B/5C电缆故障检测仪系统RDL-5B/5C型电缆故障检测仪在前端信号
19、处理上采用独特的、专有的技术,使低压脉冲测试波形和高压脉冲测试波形均有着明显的特征、清晰的直观,更加容易判断。同时此产品在技术上还采用了信号预触发技术,保证高压脉冲测试时一次放电即可获得波形,并且可以直接判断故障点是否已经被击穿。RDL-5B/5C型电缆故障检测仪可快速测试各种电压等级电力电缆、同轴电缆、路灯电缆的各类故障(开路、短路、高阻闪络、高阻泄漏等)。仪器根据雷达测距的原理,向电缆发射一个低压脉冲或高压脉冲,当遇到特性阻抗不匹配的地方时,就会产生反射波,仪器以极高的速度将发射波和反射波采集下来并显示在屏幕上,根据电波在电缆中的传播速度,可测出故障点到测试点的距离。从而直观而又简单的查找
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