无线语音通信系统设计【开题报告】

毕业论文开题报告

机械设计制造及其自动化

无线语音通信系统设计

一、选题的背景和意义

选题的背景：

信息时代社会的飞速发展，以科技技术尤其是移动通信技术的发展，改变了人们的生活方式和沟通方式。人们对操作简单、体积小巧、功能强大、携带方便的移动通信设备越来越钟爱，这就极大的促进了无线语音通信技术的发展。近十年来，随着信息科学技术和计算机科学的变革和发展，无线语音通信技术逐渐取代有线语音通信技术，因此无线语音通信成为科学技术发展最活跃最光明的领域之一。无线通信技术的发展日新月异，新理论、新技术、新方法不断涌现。无线语音通信技术已经成为一种发展趋势在各个领域当中逐步得到应用，无线语音通信技术已经广泛的应用在通信、计算机、自动控制、遥控/遥测、医疗设备和家用电器等领域中。无线语音通信传输技术具有成本低、无需通讯电缆、不受应用环境限制、组态灵活、重构性强等优点，这使得无线语音通信技术有广阔的发展空间。

选题的意义：

当代科学技术日益向高速化、信息化、网络化发展，使得各种各样的制造业和通信业的设备除了可以与计算机连接外，还可以相互之间连接，从而实现设备之间相互联机的最具发展潜力的方式就是无线语音通信。与有线语音通信方式相比，无线语音通信具有一系列优点，架设周期短，架设方便，通话质量好，保密度高等等优点。过去的无线数据传输产品需要较多的无线电专业知识和价格高昂的专业设备，而且传统的电路方案不是电路繁琐就是调试非常困难，所以会影响用户的使用和新产品的开发。nRF2401系列高速单片无线收发芯片为短距离无线数据传输的应用提供了较好的解决方案，因为采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计，因而可以满足无线管制要求，而且使用无需许可证，是目前低功率无线数据传输的最理想的选择，可广泛用于遥控装置、工业控制、无线通信、电信终端、车辆安全、家庭自动化、报警和安全系统等等方面。本项目依照实验的目的和无线语音通信的优点，考虑各种情况和使用环境的不同，通过对多种芯片进行认真选择比较，并进行了详细的论证和思考，最终本设计选择了利用SPCE061A单

片机的语音功能，借助于nRF2401A无线收发芯片，以实现简易的双向无线语音传输功能。

二、研究目标与主要内容

本项目实现的最终目标是设计出一个以SPCE061A单片机和以nRF2401为发射芯片的无线语音传输系统，实现各项指标；写成论文。在本项目采用了SPCE061A单片机作为硬件体系结构，完成所有硬件电路的设计，现将本文的提纲安排如下：

论文提纲：

第一章绪论

1.1 设计背景和设计的意义

1.2 设计总体方案及设计方案论证

第二章无线语音通信系统概述

2.1 无线语音通信系统的功能分析

2.2 无线语音通信系统的实现原理

第三章无线语音通信系统的硬件电路设计

3.1 SPCE061A电路设计

3.2 nRF2401收发电路设计

第四章无线语音通信系统的软件实现

4.1 单片机控制的主程序的设计

4.2 录音子程序设计

4.3 放音子程序设计

第五章系统调试

5.1 Keil C51介绍及使用

5.2系统调试中所遇到问题及解决方案

第六章总结与展望

附录：设计的电路原理图和程序代码

三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等

研究方法、研究手段：

在设计期间，利用硬件电路和软件设计进行仿真和调试。硬件电路采用SPCE061A 单片机和nRF401发射芯片。

nRF401发射芯片将射频、8051MCU、9 通道12 位ADC、外围元件、电感和滤波器全

部集成到单芯片中，并采用2.4GHz 频带和0.18μm 工艺可提供ShockBurst 、DuoCeiver 、片上CRC 以及地址计算编码等功能。nRF2401 工作在2.4～2.5GHz 的ISM 自由频段，能够在全球无线市场畅通无阻。芯片能耗非常低，以-5dB ·m 的功率发射时，工作电流只有10.5mA ，接收时工作电流只有18mA ，多种工作模式使节能设计更方便。

SPCE061A 是凌阳科技的一款16 位微控制器，内嵌32K 的闪存（FLASH ）。SPCE061A 为语音产品而集成了ADC 、DAC 、AGC 等，还具有n 项内积运算指令，较高的处理速度使u’nSP 能够非常容易快速地处理复杂的数字信号，是语音应用领域的一种最经济选择。

技术路线、实验方案：

整个系统的结构如错误!未找到引用源。所示，系统由SPCE061A 和nRF 无线射频模块构成，为了方便描述，命名为A 套和B 套。两套的硬件结构和软件设计是完全一致的。

硬件部分，采用SPCE061A 自带的ADC ，通过其MIC 通道将语音转换为数字量；按照一定的格式编码后通过nRF 无线模块将编码数据发送出去；另一端通过无线模块接收到来自发射端的编码数据，并对之进行解码，解码后的数据通过SPCE061A 自带的DAC 输出，实现声音的还原。

分时占用

图 1系统整体框图

软件部分：为了便于分析，将系统分为3种工作状态：等待状态、录音状态、放音状态。程序运行后，A 套和B 套均处于等待状态，在等待状态下可以通过按键进入录音状态；进入录音状态后进行录音并将压缩后的数据发送；另一端在接收到数据后进入放音状态，接收数据并进行解码。通过改变按键的状态可退出录音状态，停止录音和数据发送；另一端在一定时间内接收不到数据即退出放音状态。3种状态间的切换关系如下：

图2系统状态切换图

四、参考文献

[1] 罗亚非.凌阳16位单片机应用基础.[M].北京：北京航空航天大学出版社

[2] 凌阳大学计划网站

[3] nRF2401A Product Specification.pdf ww.nvlsi.no

[4] 赵佩华．单片机接口技术及应用．北京：0t械工业出版社，2003．

[5] 绕庆和．MCS一51单片机实用技术．北京：电子工业出版社，2003．

[6] 沈红卫．单片机应用系统设计实例与分析．北京：航空航天大学出版社，2000

[7] 施威铬．PIC单片机轻松入门．北京：清华大学出版社，2001

[8] 周明德著《微型计算机系统原理及应用》，清华大学出版社

[9] 黄涛胡宾. 基于SPCE061A单片机的非特定人语音识别设计. 微计算机信

息. 2006年8期

[10] 王和顺，黄惟公. 基于SPCE061A的语音识别系统的研究. 计算机工程与设计,

2004

[11] Zhao Shiqiang Jing Bingli Zhao Man. Application and Exploitation of the

16 Bits Single Chip Processor SPCE061A [J]. International Electronic

Elements, 2003 -

[12] L Cheng-fei, R ZHANG .Communication Realization of Wireless Greenhouse

Measuring and Controlling System Based on nRF2401A. Journal of Agricultural , 2008 -