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短波综合模拟设备的ARM软件设计

程泽田  
【摘要】:本论文研究内容源自科研课题“短波综合模拟设备的研制”,目的是设计一种能够在室内对短波自动选频系统进行测试的设备。短波综合模拟设备主要分为两个部分:短波综合模拟设备主机和作为辅助设备的上位机。短波综合模拟设备主机由控制板和信道模拟板组成,控制板的核心是一个ARM芯片,在它的控制下,信道模拟板可以完成对模拟信道的通断控制和加噪处理。上位机是一台安装了Windows操作系统的PC机,上位机利用MFC进行图形化用户接口的开发,短波综合模拟设备主机和上位机之间通过网口相连。图形用户接口为系统的辅助部分,本论文的工作量主要集中于短波综合模拟设备主机的程序设计。短波综合模拟设备主机的软件按照功能分为六个模块:初始化模块,控制口命令处理模块,上位机信息处理模块,定时器功能模块,信号采样处理模块与音频加噪模块。本文首先研究了短波自动选频系统的基本工作方式与工作流程;然后分析了作为短波自动选频系统的辅助设备的短波综合模拟设备的基本软硬件的结构,对上位机图形用户接口程序作了简单的介绍;重点研究了短波综合模拟设备主机的程序设计。在程序设计中,初始化模块完成系统的软硬件初始化和与上位机的数据同步,数据同步过程经过设计,保证系统在上位机和主机任何一方在工作过程中重启后,双方仍能正常的以一致的系统信息工作。定时器任务功能模块借鉴嵌入式实时操作系统,实现以一个定时器完成多个定时软件任务的功能,同时保证准确度。控制口命令处理模块的实时性要求很高,所以被设计成下半部分和上半部分两部分用以使实时任务能够得到及时处理,下半部分主要完成命令的识别和注册,上半部分完成命令的具体处理流程。系统接收来自上位机的各种命令调节自身的工作状态,针对这一需求,在上位机信息处理模块中专门设计了一种通信信息格式,以便于程序设计和命令扩展。与控制口命令处理模块一样,该模块也分为上下两部分。在信号采样和处理模块完成对通过系统信号的强度的采样评估,论文中分别比较了两种不同的信号采样模式,并根据实际需求选择了短采样模式作为最终的方案。音频加噪模块利用信号采样处理模块的到的信号强度配合PGA放大芯片和对数字信号源的放大处理,实现对噪声强度0.1dB精度的控制。在程序设计过程中每一步都经过测试,确保它们能够正常工作。最后,对系统的总体功能进行了测试,测试结果与商用的短波信道模拟器进行对比,能够得到相一致的结果,达到了最初设计的目标。


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