通用手持超短波电台人机交互控制系统研制
发布时间：2021-10-23 08:22
随着当今通信技术和电子技术的不断发展,现代军事通信系统已逐渐趋向数字化,智能化,网络化,而超短波无线电台技术在抗干扰,保密方面具有良好的性能,已然成为当今军事系统中重要的通信设备,具有很高的开发和研究价值。在这种需求下,超短波无线电台需要有更高可控性,更多人性化的设计。本人就针对手持式超短波无线电台应满足的需求,以FPGA为基础上,设计了一款通用的人机交互控制系统。相对于传统电台的人机界面,这种人机交互系统提供更直观友好的人机界面对系统进行操作,显著提升了系统使用者的操作体验,极大改善了系统和人之间的交互性,具有界面美观、方便易用和操作人性化的特点。本文首先分析超短波电台应该满足的需求,根据需求分析的结果进行系统设计、详细设计并最终实现。其中主要包括了两部分工作:一个部分是硬件的设计,包括元器件的选型、接口设计,原理图设计和完成最终的PCB到最后的制板。另一部分是软件方面的实现,采用的是VHDL语言,完成四个模块的程序编写:一、根据超短波电台的需求协议对整体界面和各个子界面进行设计和编写,人机界面中除了采用大量数字和中文外,还加入了部分图形设计使界面更加美观;二、完成用户界面一菜单系统...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统结构图
?ｉ＼??示模块制模块＼ｒ＂?—Ｖ?■；??图２．?１系统结构图??２．３．２设计芯片选型??（１）?ＦＰＧＡ?选型??根据本单位手持超短波电台的开发平台，完成人机交互控制系统所选用的ＦＰＧＡ??是ＸＩＬＩＮＸ公司的ＳＰＡＲＴＡＮ－６系列芯片中的ＸＣ６ＳＬＸ４５－３ＦＧＧ４８４Ｉ，该系列芯片成??本低廉，总体性能指标满足需求，其具体参数如下表２．１所示。??表２．?１?ＸＣ６ＳＬＸ４５芯片具体参数??Ｌｏｇｉｃ?Ｃｅｌｌｓ?（逻辑单元）?４３６６１???Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?ＲＡＭ?ｂｉｔｓ?（分布式ＲＡＭ）?２０８８Ｋ???Ｂｌｏｃｋ?ＲＡＭ?ｂｉｔｓ?（块ＲＡＭ）?１１６Ｋ???ＤＳＰ?Ｓｌｉｃｅｓ?（内含乘法器）?５８???ＣＭＴｓ?４???Ｍａｘｉｍｕｍ?Ｕｓｅｒ?Ｉ／Ｏ?（最大用户Ｉ／Ｏ引脚数量）?３１６??ＳＬＩＣＥ?６８２２???Ｓｕｐｐｌｙ?Ｖｏｌｔａｇｅ?（内核供电）?１．２Ｖ??Ｉ／Ｏ?供电?３．３?Ｖ???其余供电?Ｚ５Ｖ???封装?４８４脚ＦＰＧＡ??此ＦＰＧＡ在整个超短波电台系统中主要完成的功能有：完成时钟处理，跳频时序??控制，跳频同步相关，异步串口实现，语音ＣＶＳＤ编解码，基带信号ＦＭ调制及
以及Ｉ２Ｃ等显示接口模式，它的工作温度范围为－４０°Ｃ？８５°Ｃ，远超于一般液晶工作的??温度范围，并且实际功耗仅为几百毫瓦，非常低。在不同模式下，接口引脚分配总结??见图３．１。??ＮｓＮＫｎＸａｍｅ?Ｄａｔａ．?Ｃｏｍｍ．ｉｎｄ?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｉｇｎａｌ??Ｉｎｔｅｒｆａｃ＾Ｘ?ＤＴ?｜?Ｄ＜￥?｜?Ｄ；?｜?Ｄ４?［?Ｄ３?｜?Ｄ２?［?Ｄ１?｜?ＤＯ?Ｅ?｜ＲＷ＞?｜ＣＳ＃?｜Ｄ?Ｃ＞?［ＲＥＳ＃??Ｓ－ｂｉｔ?ＳＯＳＯ?Ｄ［７：Ｇ］?［ｒ５＾￣ｆＷＲ＃？ｌＣＳｉ￣｜ＤＣ＃?｜ＲＥＳ？??Ｓ－ｂｔｔ?６８００?Ｄｒ；Ｃ１?｜Ｅ?｜ＩｔＷ？?｜ＣＳ？?［ＤＣ＃?ＩＲＥＳ？??ＳＨ?Ｉ?Ｔｉｅ?ＬＯＷ?｜Ｈ＃牐郏樱校桑危牐郏樱茫蹋耍牐椋裕耄牐蹋希祝墸?茫樱浚牐郏模茫＃牐?摇辏樱剑崳姡妫茫墸保牐欤椋澹牐蹋希??ｌ?ｓＤＡ，ｔｌ?，ｌｓＤＡｌＮｌｓＣＬ?［Ｔｉｅ?ＬＯＷ?［ＳＡＱ?［ＲＥＳ＃??图３．?１各模式下引脚分配图??本次设计采用的是串行接口，串行接口由串行时钟ＳＣＬＫ，串行数据ＳＤＩＮ，命??令／数据片选Ｄ／Ｃ＃和串口片选ＣＳ＃组成。在ＳＰＩ模式下，Ｄ０作为ＳＣＬＫ，Ｄ１作为??ＳＤＩＮ。对于未使用的数据引脚，Ｄ２应悬空。从Ｄ３到Ｄ７，Ｅ和Ｒ／Ｗ＃可以连接到外??部地
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超短波调频电台的设计[J]. 周玉锋. 科技创新导报. 2012(29)
[2]用XCF32P实现FPGA的高速动态配置[J]. 李燕斌,李燕春. 电讯技术. 2006(06)
[3]基于FPGA的键盘扫描模块的设计与实现[J]. 王志辉,林水生. 国外电子元器件. 2006(05)
[4]有源OLED的发展前景及分析[J]. 张崇君. 现代显示. 2002(03)
[5]技术与艺术的交融——液晶显示器工作原理[J]. 张国怀. 电子测试. 2001(12)
[6]LED显示屏发展状况及趋势[J]. 关积珍. 世界产品与技术. 2000(02)
[7]法军第四代VHF PR4G战术电台[J]. 金传升. 通信技术. 1990(01)
硕士论文
[1]超短波电台综合业务网络传输技术研究[D]. 程凯.西安电子科技大学 2013
[2]超短波电台混合多址接入技术研发[D]. 安姗姗.西安电子科技大学 2013
[3]超短波电台通用自动测试系统软件平台的设计与实现[D]. 杨远秋.北京化工大学 2012
[4]基于超短波无线信道接入技术研究及实现[D]. 葛林强.复旦大学 2011
[5]基于ARM的液晶显示模块测试系统硬件设计[D]. 蔡春波.电子科技大学 2006
[6]基于有机电致发光屏（OLED）的显示系统研究及实现[D]. 孙鸣.华东师范大学 2006
[7]基于FPGA液晶控制器设计与实现[D]. 王言荣.浙江大学 2006
[8]基于FPGA的液晶显示系统的硬件研究与实现[D]. 何灏.天津大学 2006
[9]人机交互设计界面问题研究[D]. 吴瑜.武汉理工大学 2004
本文编号：3452837
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统结构图
?ｉ＼??示模块制模块＼ｒ＂?—Ｖ?■；??图２．?１系统结构图??２．３．２设计芯片选型??（１）?ＦＰＧＡ?选型??根据本单位手持超短波电台的开发平台，完成人机交互控制系统所选用的ＦＰＧＡ??是ＸＩＬＩＮＸ公司的ＳＰＡＲＴＡＮ－６系列芯片中的ＸＣ６ＳＬＸ４５－３ＦＧＧ４８４Ｉ，该系列芯片成??本低廉，总体性能指标满足需求，其具体参数如下表２．１所示。??表２．?１?ＸＣ６ＳＬＸ４５芯片具体参数??Ｌｏｇｉｃ?Ｃｅｌｌｓ?（逻辑单元）?４３６６１???Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?ＲＡＭ?ｂｉｔｓ?（分布式ＲＡＭ）?２０８８Ｋ???Ｂｌｏｃｋ?ＲＡＭ?ｂｉｔｓ?（块ＲＡＭ）?１１６Ｋ???ＤＳＰ?Ｓｌｉｃｅｓ?（内含乘法器）?５８???ＣＭＴｓ?４???Ｍａｘｉｍｕｍ?Ｕｓｅｒ?Ｉ／Ｏ?（最大用户Ｉ／Ｏ引脚数量）?３１６??ＳＬＩＣＥ?６８２２???Ｓｕｐｐｌｙ?Ｖｏｌｔａｇｅ?（内核供电）?１．２Ｖ??Ｉ／Ｏ?供电?３．３?Ｖ???其余供电?Ｚ５Ｖ???封装?４８４脚ＦＰＧＡ??此ＦＰＧＡ在整个超短波电台系统中主要完成的功能有：完成时钟处理，跳频时序??控制，跳频同步相关，异步串口实现，语音ＣＶＳＤ编解码，基带信号ＦＭ调制及
以及Ｉ２Ｃ等显示接口模式，它的工作温度范围为－４０°Ｃ？８５°Ｃ，远超于一般液晶工作的??温度范围，并且实际功耗仅为几百毫瓦，非常低。在不同模式下，接口引脚分配总结??见图３．１。??ＮｓＮＫｎＸａｍｅ?Ｄａｔａ．?Ｃｏｍｍ．ｉｎｄ?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｉｇｎａｌ??Ｉｎｔｅｒｆａｃ＾Ｘ?ＤＴ?｜?Ｄ＜￥?｜?Ｄ；?｜?Ｄ４?［?Ｄ３?｜?Ｄ２?［?Ｄ１?｜?ＤＯ?Ｅ?｜ＲＷ＞?｜ＣＳ＃?｜Ｄ?Ｃ＞?［ＲＥＳ＃??Ｓ－ｂｉｔ?ＳＯＳＯ?Ｄ［７：Ｇ］?［ｒ５＾￣ｆＷＲ＃？ｌＣＳｉ￣｜ＤＣ＃?｜ＲＥＳ？??Ｓ－ｂｔｔ?６８００?Ｄｒ；Ｃ１?｜Ｅ?｜ＩｔＷ？?｜ＣＳ？?［ＤＣ＃?ＩＲＥＳ？??ＳＨ?Ｉ?Ｔｉｅ?ＬＯＷ?｜Ｈ＃牐郏樱校桑危牐郏樱茫蹋耍牐椋裕耄牐蹋希祝墸?茫樱浚牐郏模茫＃牐?摇辏樱剑崳姡妫茫墸保牐欤椋澹牐蹋希??ｌ?ｓＤＡ，ｔｌ?，ｌｓＤＡｌＮｌｓＣＬ?［Ｔｉｅ?ＬＯＷ?［ＳＡＱ?［ＲＥＳ＃??图３．?１各模式下引脚分配图??本次设计采用的是串行接口，串行接口由串行时钟ＳＣＬＫ，串行数据ＳＤＩＮ，命??令／数据片选Ｄ／Ｃ＃和串口片选ＣＳ＃组成。在ＳＰＩ模式下，Ｄ０作为ＳＣＬＫ，Ｄ１作为??ＳＤＩＮ。对于未使用的数据引脚，Ｄ２应悬空。从Ｄ３到Ｄ７，Ｅ和Ｒ／Ｗ＃可以连接到外??部地
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超短波调频电台的设计[J]. 周玉锋. 科技创新导报. 2012(29)
[2]用XCF32P实现FPGA的高速动态配置[J]. 李燕斌,李燕春. 电讯技术. 2006(06)
[3]基于FPGA的键盘扫描模块的设计与实现[J]. 王志辉,林水生. 国外电子元器件. 2006(05)
[4]有源OLED的发展前景及分析[J]. 张崇君. 现代显示. 2002(03)
[5]技术与艺术的交融——液晶显示器工作原理[J]. 张国怀. 电子测试. 2001(12)
[6]LED显示屏发展状况及趋势[J]. 关积珍. 世界产品与技术. 2000(02)
[7]法军第四代VHF PR4G战术电台[J]. 金传升. 通信技术. 1990(01)
硕士论文
[1]超短波电台综合业务网络传输技术研究[D]. 程凯.西安电子科技大学 2013
[2]超短波电台混合多址接入技术研发[D]. 安姗姗.西安电子科技大学 2013
[3]超短波电台通用自动测试系统软件平台的设计与实现[D]. 杨远秋.北京化工大学 2012
[4]基于超短波无线信道接入技术研究及实现[D]. 葛林强.复旦大学 2011
[5]基于ARM的液晶显示模块测试系统硬件设计[D]. 蔡春波.电子科技大学 2006
[6]基于有机电致发光屏（OLED）的显示系统研究及实现[D]. 孙鸣.华东师范大学 2006
[7]基于FPGA液晶控制器设计与实现[D]. 王言荣.浙江大学 2006
[8]基于FPGA的液晶显示系统的硬件研究与实现[D]. 何灏.天津大学 2006
[9]人机交互设计界面问题研究[D]. 吴瑜.武汉理工大学 2004
本文编号：3452837
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3452837.html
