AMI、HDB3编译码系统的软硬件设计 - 图文 (3)

第五章 系统调试

5.1基带信号的产生单元

5.1.1调试过程

按设计要求通过按下相应的按键得到一串0，1得到8个码元存入60H单元后，利用示波器对I/O口（P1.6）输出波形进行观察。实验开始按下发送键后并没有得到相应的NRZ波形，经分析，发现是由于单片机执行一条指令的周期非常短，导致信号发送的频率太高。为了减小波形的频率，实验采用延时的方式进行解决，即每发送完一位码元后延时一段时间，然后再发送下一位，修改程序后，用示波器观察所得NRZ波形与数码管显示的码元一致，所得NRZ信号即可接入CD22103集成芯片的1脚为编码做准备。 5.1.2调试结果

输入基带信号显示结果及用示波器观察P1.6输出的基带信号波形如图5.1所示：

图5.1 基带信号波形

5.2 时钟信号的产生单元

调试过程

时钟信号是AMI/HDB3编译码系统的重要组成部分，实验开始想从HDB3码中提取位同步信号。但是HDB3码本身不含有位同步频率成分，故不能直接从HDB3码中提取位同步信号，所以利用硬件电路很难准确的实现这一点。经分析，可以利用单片机的I/O口编程产生与基带信号同步的时钟信号，编好程序后，利用示波器的双通道对输出的时钟信号与基带信号进行比较，观察波形是否同步，经实验观察，所得时钟信号与基带信号同步，将时钟信号接入CD22103集成芯片的2脚，推动NRZ信号的编码。由于CD22103的译码过程也需要在译码时钟的推动下进行，因此实验还需产生与译码信号同步的时钟信号，实验一开始直接将编码时

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钟信号作为译码时钟信号，用示波器并没有观察到译码波形。经分析是由于HDB3的编码规则比较复杂，当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关，因而HDB3编码结果时延较大。如果对实验所用编码时钟信号进行一定的延时，然后作为译码时钟信号接入CD22103的4脚，然后用示波器观察译码结果。实验可采用74LS04非门对编码时钟信号进行延时，但是延时多少才能与译码信号同步很难确定，实验是通过逐步增加非门的个数来确定延时时间的，经实践，当采用一个非门延时后，即观察到了译码结果。

5.3 基带信号显示单元

5.3.1调试过程

当按下一串0、1码元后，在7279数码管上显示出八位数字基带信号，当按下发0键时，调用显示0的子程序，当按下发1键时，调用显示1的子程序，直到八位数码管全部显示满，此时数码管显示的即为待发送的数字基带信号。该调试过程主要利用Keil软件对显示程序进行调试，首先编写显示0与显示1的子程序，然后进行键盘扫描，当检测到相应的码元信息后，调用相应显示程序。程序调试无误后，下载到单片机，观察数码管的显示是否正确。 5.3.2调试结果

调试完成后，数码管显示的基带信号如图5.2所示：

图5.1 基带信号显示

5.4编译码单元

5.4.1调试过程

根据AMI/HDB3编译码系统的硬件电路原理图，将编码部分电路焊接成功后，输入基带信号和编码时钟，用示波器观察编码结果，拨动开关进行AMI与HDB3波形的选择，观察示波器波形的变化。该调试过程比较简单，结果很快调试出来，且没有发生错误。拨动开关观察到的AMI与HDB3波形也符合编码规则。

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将输出的两路并行信号＋HDB3－OUT和－HDB3－OUT输入CD22103进行译码，并接入同步的译码时钟信号，用示波器观察译码波形是否与输入的基带信号一致，如果一致，说明译码正确。调试过程中，开始直接将P1.7输出的编码时钟接入译码时钟，没有得到正确的译码结果，这是由于编码后输入信号存在一定的延时，因将编码时钟延时一定的时间后再接入译码时钟，实验中采用非门延时，当接入一个非门后，观察示波器的译码波形，所得波形与输入基带信号相同，但存在一定的延时，说明译码正确。

5.4.2调试结果

基带信号经编码所得AMI波形如图5.3所示，译码结果如图5.4所示。

图5.3 AMI码波形

图5.4 示波器输出的译码信号与基带信号的对比

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5.5 码型变换单元

5.5.1调试过程

编码无误后，焊接码型变换电路。用示波器接运算放大器TL084的1脚，观察输出的波形是否为正确的AMI/HDB3码。实验开始并没有得到正确的波形输出，经检验后，发现由于电源地线没有接在一起，连接好后，重新观察，得到了正确的双极性的AMI/HDB3码输出。 5.5.2调试结果

TL084的1脚输出的AMI、HDB3波形如图5.5、图5.6所示：

图5.5 示波器输出的AMI编码波形

图5.6 示波器输出的HDB3编码波形

5.6结果分析

由以上记录结果可以得出，数字基带信号经过编码后得到了AMI/HDB3码，然后再进行译码也得到了与基带信号相同的信号。

设计中给出的AMI/HDB3编解码电路经实际硬件测试, 输出信号波形符合理论分析。实验结果表明:采用专用集成芯片CD22103加上少量外围芯片, 可以方

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便、准确地实现AMI/HDB3编解码。设计中给出的AMI/HDB3码的编解码方法, 不但调试方便, 电路性能稳定可靠, 而且对位同步提取部分稍加修改即可用于通信电路中, 具有实际应用价值。

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