智能化2米波段测向信标台设计与制作－键控器部分
本文提出了基于莫尔斯码的键控拍发方案。作为2米波智能测向信标台的重要的组成部分之一，键控器起着区别台号以及定位的作用。当前信标台中的键控电路采用呼号电码和跟随其后的四个1/4秒的划。为了适应多功能的需求，本方案实现了连续自动拍发、手动拍发、测试状态等不同的工作方式。键控电路产生的信号用以对载波的振幅进行控制从而形成已调波。并且我们使用莫尔斯编码来区分每个台号，实现发送和抄收的要求。整个模块以80C51单片机为主控，LCD1602作为显示电路。关键词 信标台，键控拍发，莫尔斯码，单片机
目录
1 引言 1
2 系统设计 2
2．1 总体设计 2
2.1.1 总体要求 2
2.1.2 总体设计框图 3
2.2 硬件电路设计 3
2.2.1 主要芯片及元器件 3
2.2.2 拍发机电路 6
2.2.3 测试机电路 8
2.2.4 印刷电路板设计 9
2.3 软件设计 10
2.3.1 总体概述 10
2.3.2 拍发机软件设计 12
2.3.3 测试机软件设计 24
3 系统调试 24
3.1 系统连接 25
3.2 拍发机模块测试 25
3.2.1 硬件电路调试 25
3.2.2 软件调试 26
3.3 测试机模块测试 28
3.4 整机测试 29
3.5 测试异常处理 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
附录A 34
附录B 35
附录C 36
1 引言
许多人也许并不了解信标台为何物，通俗的讲，信标台就是一种能够向外界传送特定标识信号的仪器设备。随着社会技术的发展，信标台的用途也各种各样，在交通车辆导航、气象、手持机、弹载设备、导航、航空、 航天、航海等领域都有重要的应用[1]。比如：1、在世界的航天领域里，可以用信标台搜索黑匣子；2、在深水潜标领域里，潜标浮上水面后一般情 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
况下需要借助信标机进行定位[1]等等。由此可见，信标台的研究越来越具有重要的意义。与此同时，信标台的波段也越来越短，如今市面上也出现了2米波信标台，但智能化水平不高：一是工作频率切换不准确、切换不方便（有的甚至不能切换）；二是台号电码简单、码速固定，无法调节。
信标台除了上述功能外，还可以用于无线电测向运动[2]。
无线电测向运动是利用信标台作为标志的野外定向运动。该运动所需的工具分为两部分，一是测试者需要手持的测向机（类似于平时运动用来打卡的纸条），二是裁判员预先在指定地点放置的信标台（无线测向运动所用的信标台类似于野外定向运动所使用的打卡器，不管打卡器或者信标台都需要裁判员在比赛前预先放好）。评价标准也同传统的测向运动，通过测算找到的目标电台数和花费的时间来评定胜负。
野外探险时，无线电测向技术可以用作安全保护。每个野外探险人员随身携带一部作为应急导航的小型测向机。如果有人员掉队，同行人员就可以在地势高的地方设置一个信号源（发报电台），掉队的人通过测向机找到同行者。另外一个方案就是走失人员身上携带电台，当发现自己走失后，可以在较高地方发射信号，大部队通过测向机搜寻到失散人员。
无线电测向技术还可用作科技含量较高的一项野外生存技能训练。
总之，信标台在无线电测向运动中的作用越来越强，也给该项运动增添了更多的乐趣。
近年来，2米波测向信标台产品尽管有些改进，但总体上智能化水平不高，制约了训练的效率。键控器作为信标台重要组成部分之一，其实现需要一定的理论及技术支持。以单片机实现的一个键控电路为例，在流水灯，数码管上已经可以轻松实现。在流水灯设计中，流水灯的显示方式通过查表法设计: 8个流水灯，每个周期8次输出，下一周期重复上述方案，这样就形成了流水灯。按K1控制流水灯开始或者结束；按K2进行流水灯的花样切换，根据预定的若干种花样控制流水灯；按K3加速流水灯的显示速度；按K4减慢流水灯的显示速度[3]。在数码管设计里，通过外设键盘进行输入，由数码管进行显示，最后通过键盘操作单片机在数码管上显示出来，八路键控数码管制作完成[4]。
基于上述理解，本课题作为2米波智能测向信标台的子课题，致力于解决其中的键控器部分——通过编程按照一定的格式与速率产生台标电码，用来给每个信标台确定一个标识。整个键控模块分为连续自动拍发、手动拍发、测试状态等三种不同的工作方式。键控电路产生的信号用以对载波的振幅进行控制从而形成已调波，同时给数据存储与传输模块提供台号信息以供该模块记录显示。本键控部分电码采用明码（不加密），基本符号集不少于10个元素，自动拍发速率为每分钟4580个字符；手动拍发台号采用自定义，发送速率同自动拍发速率；测试状态则拍发机模块任意设定的台号通过数据线送给测试模块进行记录显示，整个键控信号采用数字信号输出。本课题以STC89C51为主控设计电路并编写单片机程序，实现电码生成、手工拍发和测试三种功能。拍发机产生一定格式与速率的电码，所用电码采用莫尔斯编码，主要由10个基本符号（电台）组成。拍发机的外设配以键盘和LCD液晶屏，分别用于设置台号电码以及显示操作界面。本课题解决了现信标台的电码简单并且不易操作等问题，该课题对于野外训练的定位提供了很好的解决方案，使得训练者更易拍发电码，受训者也更易发现信标台，从而提高了训练效率。
2 系统设计
2．1 总体设计
2.1.1 总体要求
课题“智能化2米波段测向信标台设计与制作——键控器部分”的设计总体要求如下：
实现连续自动拍发、手动拍发和测试状态三种模式；
基本符号集不少于10个；
拍发速率为每分钟4580字符；
为了实现上述要求，本课题提出了以STC89C51单片机为主控的一款电码拍发设计方案，通过键盘电路输入台号电码并通过LCD1602进行显示。
2.1.2 总体设计框图
目录
1 引言 1
2 系统设计 2
2．1 总体设计 2
2.1.1 总体要求 2
2.1.2 总体设计框图 3
2.2 硬件电路设计 3
2.2.1 主要芯片及元器件 3
2.2.2 拍发机电路 6
2.2.3 测试机电路 8
2.2.4 印刷电路板设计 9
2.3 软件设计 10
2.3.1 总体概述 10
2.3.2 拍发机软件设计 12
2.3.3 测试机软件设计 24
3 系统调试 24
3.1 系统连接 25
3.2 拍发机模块测试 25
3.2.1 硬件电路调试 25
3.2.2 软件调试 26
3.3 测试机模块测试 28
3.4 整机测试 29
3.5 测试异常处理 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
附录A 34
附录B 35
附录C 36
1 引言
许多人也许并不了解信标台为何物，通俗的讲，信标台就是一种能够向外界传送特定标识信号的仪器设备。随着社会技术的发展，信标台的用途也各种各样，在交通车辆导航、气象、手持机、弹载设备、导航、航空、 航天、航海等领域都有重要的应用[1]。比如：1、在世界的航天领域里，可以用信标台搜索黑匣子；2、在深水潜标领域里，潜标浮上水面后一般情 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
况下需要借助信标机进行定位[1]等等。由此可见，信标台的研究越来越具有重要的意义。与此同时，信标台的波段也越来越短，如今市面上也出现了2米波信标台，但智能化水平不高：一是工作频率切换不准确、切换不方便（有的甚至不能切换）；二是台号电码简单、码速固定，无法调节。
信标台除了上述功能外，还可以用于无线电测向运动[2]。
无线电测向运动是利用信标台作为标志的野外定向运动。该运动所需的工具分为两部分，一是测试者需要手持的测向机（类似于平时运动用来打卡的纸条），二是裁判员预先在指定地点放置的信标台（无线测向运动所用的信标台类似于野外定向运动所使用的打卡器，不管打卡器或者信标台都需要裁判员在比赛前预先放好）。评价标准也同传统的测向运动，通过测算找到的目标电台数和花费的时间来评定胜负。
野外探险时，无线电测向技术可以用作安全保护。每个野外探险人员随身携带一部作为应急导航的小型测向机。如果有人员掉队，同行人员就可以在地势高的地方设置一个信号源（发报电台），掉队的人通过测向机找到同行者。另外一个方案就是走失人员身上携带电台，当发现自己走失后，可以在较高地方发射信号，大部队通过测向机搜寻到失散人员。
无线电测向技术还可用作科技含量较高的一项野外生存技能训练。
总之，信标台在无线电测向运动中的作用越来越强，也给该项运动增添了更多的乐趣。
近年来，2米波测向信标台产品尽管有些改进，但总体上智能化水平不高，制约了训练的效率。键控器作为信标台重要组成部分之一，其实现需要一定的理论及技术支持。以单片机实现的一个键控电路为例，在流水灯，数码管上已经可以轻松实现。在流水灯设计中，流水灯的显示方式通过查表法设计: 8个流水灯，每个周期8次输出，下一周期重复上述方案，这样就形成了流水灯。按K1控制流水灯开始或者结束；按K2进行流水灯的花样切换，根据预定的若干种花样控制流水灯；按K3加速流水灯的显示速度；按K4减慢流水灯的显示速度[3]。在数码管设计里，通过外设键盘进行输入，由数码管进行显示，最后通过键盘操作单片机在数码管上显示出来，八路键控数码管制作完成[4]。
基于上述理解，本课题作为2米波智能测向信标台的子课题，致力于解决其中的键控器部分——通过编程按照一定的格式与速率产生台标电码，用来给每个信标台确定一个标识。整个键控模块分为连续自动拍发、手动拍发、测试状态等三种不同的工作方式。键控电路产生的信号用以对载波的振幅进行控制从而形成已调波，同时给数据存储与传输模块提供台号信息以供该模块记录显示。本键控部分电码采用明码（不加密），基本符号集不少于10个元素，自动拍发速率为每分钟4580个字符；手动拍发台号采用自定义，发送速率同自动拍发速率；测试状态则拍发机模块任意设定的台号通过数据线送给测试模块进行记录显示，整个键控信号采用数字信号输出。本课题以STC89C51为主控设计电路并编写单片机程序，实现电码生成、手工拍发和测试三种功能。拍发机产生一定格式与速率的电码，所用电码采用莫尔斯编码，主要由10个基本符号（电台）组成。拍发机的外设配以键盘和LCD液晶屏，分别用于设置台号电码以及显示操作界面。本课题解决了现信标台的电码简单并且不易操作等问题，该课题对于野外训练的定位提供了很好的解决方案，使得训练者更易拍发电码，受训者也更易发现信标台，从而提高了训练效率。
2 系统设计
2．1 总体设计
2.1.1 总体要求
课题“智能化2米波段测向信标台设计与制作——键控器部分”的设计总体要求如下：
实现连续自动拍发、手动拍发和测试状态三种模式；
基本符号集不少于10个；
拍发速率为每分钟4580字符；
为了实现上述要求，本课题提出了以STC89C51单片机为主控的一款电码拍发设计方案，通过键盘电路输入台号电码并通过LCD1602进行显示。
2.1.2 总体设计框图
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