基于μCos-Ⅱ的水声通信调制系统设计与实现.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
基于μCos-Ⅱ的水声通信调制系统设计与实现
姓名:李牧
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:黄瑞光
20060507
摘要
水声通信技术是解决水下信息传送和处理的关键技术,它广泛应用于水下自治机
器人,水下通讯网络,遥控和目标检测等领域。在水声通信课题的研究中,一个灵活、
可靠、高性能的水声通信调制系统必不可少。
直接数字合成 DDS 是新一代的频率合成技术,它采用数字控制信号的相位增量,
具有频率分辨率高、频率切换快、频率切换时相位连续和相位噪声低以及全数字化易
于集成等优点,因此被广泛采用。
该水声通信调制系统采用上位 PC 机和下位调制电路的结构,两者通过 RS232 接
口连接。调制电路硬件设计以 STC 公司的 STC89LE58RD+为微控制器,以 AD 公司
的 AD9852 直接数字频率合成芯片为核心。
调制系统软件设计包括上位 PC 机软件设计和下位调制电路软件设计。PC 机软件
设计采用 VB 集成开发环境,通过自定义串口通信协议和 m 控件实现 PC 和调
制电路之间通信。调制电路软件设计采用µCos-II 实时操作系统,将应用程序按功能
划分为几个核心任务,由实时内核进行调度,实现了多任务的并行执行,提高了嵌入
式系统开发的效率、实时性和可靠性。
该水声通信调制系统不仅能够实现 FSK、MSK 和 LFM 调制方式,而且能够实现
调制信息的无线输入和本地输入以及数据的多比特编码和参数的灵活设置。室内和户
外实验表明,水声通信调制系统工作稳定,输出频率分辨率高,可以满足水声通信实
验对调制系统的需求。


关键词:水声通信直接数字频率合成 AD9852 串口通信协议µCos-II
III
Abstract
Underwater munication technology is the key for solving the
transmission and processing of underwater information and is widely used in the fields of
AUV, work, telemetry, and target detection. So a flexible,
reliable and high-performance underwater munication modulator is
indispensable in the study of this area.
Direct Digital Synthesize technology is new generation of frequency synthesize
technology. It controls phase increment of the signal with digital. And it is widely adopted
for its advantages, such as high resolution of frequency, rapid switching of frequency,
continuous phase while switching, low phase noise, full digitized, and easy to integrate.
This underwater munication modulation system posed of PC and a
modulation circuit, and they are connected through the RS232 interface. The hardware
circuit of the modulation system is designed by STC89LE58RD+ of STC, Inc. as its MCU,
and DDS chip AD9852 of Analog Devices, Inc.
Software design of the modulation system includes design of the PC and the
modulation circuit. PC software is designed in Visual Basic integrated develop environment,
in which User-defined munication protocol and the m control