北交大电设实验报告

国家电工电子实验教学中心

电子系统课程设计

设计报告设计题目：摩斯电码传输系统

学院：电信学院

专业：

学生姓名：

学号：

任课教师：马庆龙

2015 年 4 月26 日

目录

目录

1 设计任务要求 (1)

2 设计方案及论证 (2)

2.1 任务分析 (2)

2.2 方案比较 (2)

2.3 系统结构设计 (4)

2.4 具体电路设计 (4)

3 制作及调试过程 (11)

3.1 制作与调试流程 (11)

3.2 遇到的问题与解决方法 (11)

4 系统测试 (11)

4.1 测试方法 (11)

4.2 测试数据 (12)

4.3 数据分析和结论 (13)

5 系统使用说明 (13)

5.1 系统外观及接口说明 (13)

5.2 系统操作使用说明 (14)

6 总结 (14)

6.1 本人所做工作 (14)

6.2 收获与体会 (15)

6.3 对本课程的意见与建议 (15)

7 参考文献 (15)

1 设计任务要求

（写明题目任务要求，可复制题目原文。）

本题目要求设计并制作一套如图 1 所示的摩斯电码通信系统。系统由发报机和收报机两部分构成。发报机可以以人工或自动方式将数字报文转换为摩斯电码，并通过扬声器以声音信号的形式发送出去；收报机在接收到发报机发出的声音电码信号后，将其转换为指示灯发光信号，并能自动翻译为原始数字报文通过数码管或液晶显示器显示。

1. 基本部分

（1）发报机具有人工发报功能。当按下发报机上的“发报电键”时，发报机能通过扬声器发出特定的声音信号，同时“发报指示灯”点亮；抬起“发报电键”后，

扬声器停止发声，同时“发报指示灯”熄灭。发报机所发声音信号应为频率为 1kHz （偏差不超过±10Hz），且无明显失真的单频正弦波。

（2）收报机在接收到发报机发出的 1kHz 声音信号时，“收报指示灯”点亮，无 1kHz 声音信号时，“收报指示灯”熄灭。收报机应仅对频率为 1kHz 的声音信号敏感，

其他频率的声音信号无效，有效信号频率范围不超过 1kHz±80Hz。

（3）发报机与收报机之间的有效通信距离应不小于 30cm。

（4）发报机与收报机均采用直流+5V 单电源供电，发报机与收报机不得共用同一电源。

2. 提高部分

（1）发报机具有自动编码功能。当按下发报机上的任意一个“数字发报键”时，发报机可自动发送一组该数字所对应的摩斯电码。发报速度应在 100~300 毫秒/时间

单位范围内。

（2）收报机具有一位数字报文自动解码显示功能。当收报机接收到发报机以人工或自动方式发送的一位数字摩斯电码后，可自动将其翻译为原始数字报文，并在数

码管或液晶显示器上显示出来。

（3）发报机具有 ID 一键发送功能。当按下发报机上的“ID 发送键”后，发报机自动连续发送一组由 8 位数字构成的 ID（应设定为设计者本人学号）。

（4）收报机具有连续数字报文自动解码显示功能。当收报机接收到发报机以人工或自动方式连续发送的一串摩斯电码（不少于 8 位数字，如发报机 ID）时，可显示

发送的数字报文内容（允许仅使用一位数码管自动连续逐位显示）。

2 设计方案及论证

2.1 任务分析

（含文字说明及理论计算，应明确各项功能和指标要求的含义及理论实现方法。）

由任务设计要求可知，该系统由两部分组成，发报部分和收报部分。发报机所发声音信号应为频率为1kHz（偏差不超过±10Hz），且无明显失真的单频正弦波。所以我们可以用文氏振荡器或方波加滤波电路实现，数字发报功能我们可以用51单片机控制。收报机主要由两大部分组成，前置放大器和锁相环音频解调电路。前置放大器可由op放大器的话筒放大器，输出至51单片机P10口，声音电码信号转换成指示灯发光信号。

2.2 方案比较

（针对上节分析得到的理论实现方法，提出两种以上的设计方案，并进行比较。）

2.1.1 发报机设计方案：正弦波发生电路

(1)文氏桥振荡器方案

文氏桥振荡器又叫RC桥式正弦波振荡器。以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并引入电压串联负反馈，两个网络构成桥路，一对顶点作为输出电压，一对顶点作为放大电路的净输入电压，就构成文氏桥振荡器。

（2）方波发生器方案

先用单片机产生1KHZ的方波，再用RC滤波电路从方波中滤出正弦波。根据傅里叶级数理论，任何信号都是由各个频段的正弦信号叠加而成的。该电路其实就是一个低通滤波器，截止频率正好是输入的方波的频率，因而可以滤掉方波中的二次谐波和高次谐波分量，最

后只剩下一次谐波分量，也就是频率和方波频率一样的正弦波。

2.2.2 发报机设计方案：数字发报功能

（1）纯数字电路方案

（2）单片机控制方案

2.2.3 收报机设计方案：收报显示功能

前置放大器主要由LM386组成，先由驻极体话筒把音频信号转化成电信号，再通过LM386放大电路将信号放大。再通过LM567选频电路锁相环内部压控振荡器的中心频率选择收到的频率，点亮收报指示灯。

2.2.4 收报机设计方案：收报译码显示功能

2.3 系统结构设计

（从上节提出的设计方案中选定一种作为最终方案，具体展开说明，给出完整的系统原理和结构框图。）

2.3.1 发报机设计方案

我们经过比较选择了单片机控制方案，该方波发生器具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。并且之前在有关课程学过单片机方波发生的程序也实践过，所以比较熟悉。文氏振荡器虽然之前模电也接触过但不是很熟悉，并且文氏振荡器振荡频率取决于R 和C，C要是太小，频率就和放大环节有关了，所以电路的频率不能太高，要高就用LC电路。

单片机控制方案对于实现数字发报功能也比较简单，通过编程就可以完成，数字电路实现的话会比较复杂。

综上所述，我们选择了单片机控制方案。

2.3.2 收报机设计方案

主要采用单片机控制

2.4 具体电路设计

（根据）选定的系统实现方案，具体细化设计出完整的电路原理图，并给出具体的元器