巴克码检测器课程设计

摘要本课程设计介绍了一种简单的关于双音多频信号的产生与检测的方法。

首先设计了关于双音多频（DTMF）信号的产生与检测的电路图，其中核心部件是MT8870和MC74HC4511；然后通过matlab仿真软件完成对双音多频信号的检测，并采用Goertzel算法对信号进行频谱分析。

关键字：双音多频信号，matlab，Goertzel目录第1章绪论....................................... 错误！未定义书签。

第2章双音多频（DTMF）信号的设计 ................. 错误！未定义书签。

2.1设计目的及意义 .............................. 错误！未定义书签。

2.2双音多频（DTMF）信号的组成 .................. 错误！未定义书签。

2.3DTMF信号的应用 .............................. 错误！未定义书签。

2.4仿真软件介绍 ................................ 错误！未定义书签。

PROTEL软件概述 ................................. 错误！未定义书签。

MATLAB软件概述 ................................. 错误！未定义书签。

2.5电路设计中的核心器件 ........................ 错误！未定义书签。

2.6主要参数设置 ................................ 错误！未定义书签。

3.1双音多频信号的产生 .......................... 错误！未定义书签。

3.2双音多频信号检测 ............................ 错误！未定义书签。

3.3MATLAB工具箱函数GOERTZEL...................... 错误！未定义书签。

巴克码检测课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解巴克码的基本概念，掌握其编码规则及特点；2. 学生能运用巴克码进行错误检测，并了解其在通信系统中的应用；3. 学生了解数字信号处理的基本原理，理解巴克码在信号检测中的作用。

技能目标：1. 学生具备独立编写巴克码编码程序的能力，能通过编程实现错误检测；2. 学生能够运用所学知识，分析实际通信系统中巴克码的应用案例，提出优化方案；3. 学生能够运用巴克码检测错误，培养解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习巴克码检测，培养对通信科学的兴趣，激发探索精神；2. 学生在学习过程中，养成合作、分享、尊重他人成果的良好品质；3. 学生能够认识到科技发展对国家和社会的重要性，增强社会责任感。

课程性质：本课程为信息技术与通信科学领域的一节实践性课程，通过巴克码检测的学习，培养学生的编程能力、问题解决能力和团队合作精神。

学生特点：六年级学生具备一定的编程基础和逻辑思维能力，对通信科学有一定的好奇心，喜欢探索和实践。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养其创新能力和实际操作能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，提供有针对性的指导。

通过课程学习，使学生达到上述课程目标，为后续学习打下坚实基础。

二、教学内容1. 巴克码基本概念：巴克码的定义、特点及其在通信系统中的应用；2. 编码规则：巴克码的编码方法，奇偶校验原理；3. 错误检测：巴克码检测错误的能力，错误检测原理；4. 数字信号处理：数字信号处理基本原理，巴克码在信号检测中的作用；5. 编程实践：编写巴克码编码程序，实现错误检测功能；6. 应用案例分析：分析巴克码在通信系统中的应用案例，探讨优化方案；7. 实践项目：分组合作，完成巴克码检测错误实践项目，培养团队合作能力。

教学大纲安排：第一课时：巴克码基本概念、编码规则；第二课时：错误检测原理、数字信号处理基本原理；第三课时：编程实践，编写巴克码编码程序；第四课时：应用案例分析，探讨优化方案；第五课时：实践项目，分组合作完成巴克码检测错误项目。

*****************实践教学*****************兰州理工大学计算机与通信学院2013年秋季学期通信系统综合训练题目：巴克码识别器的设计与仿真专业班级：姓名：学号：指导教师：彭铎成绩：摘要巴克码是一种具有特殊规律的二进制码组，它是一种非周期序列。

是目前已找到的最常用的群同步码字之一。

它具有尖锐的自相关特性，便于与随机的数字信息相区别，易于识别，出现伪同步的可能性小。

本次课程设计是在掌握群同步码巴克码的基础上，利用MATLAB完成对巴克码识别器的设计。

关键字：巴克码识别器，MATLAB目录前言 (1)1．基本原理 (2)1.1目的及意义 (2)1.2群同步 (2)1.3巴克码 (3)1.4系统设计框图 (3)1.5MATLAB仿真软件 (4)2．系统分析 (6)2.1巴克码的发生 (6)2.2巴克码的判决 (7)2.3巴克码的同步 (8)2.4群同步码 (9)2.5移位寄存器 (10)2.6同步字符的识别性能 (11)3．系统设计与调试 (13)3.1设计思路 (13)3.2调试结果： (14)设计总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (19)前言同步是通信系统中一个重要的实际问题。

通信系统中的同步可分为载波同步、位同步、帧同步等几大类。

在通信系统中，同步具有相当重要的地位。

通信系统能否有效地、可靠地工作，很大程度上依赖于有无良好的同步系统。

因此，如何使系统同步，如何保持同步，成为现代数字通信系统设计者所面临的重要课题。

在数字通信时，一般总是以一定数目的码元组成一个个的“字”或“句”，即组成一个个的“群”进行传输的。

因此，在接收这些数字流时，同样也必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，在接收端产生与“字”、“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，统称为群同步或帧同步。

群同步信号的频率很容易由位同步信号经分频而得出。

但是，每个群的开头和末尾时刻却无法由分频器的输出决定。

任务书一、课程设计的目的1．熟悉SystemView 仿真环境并能在其环境下了解并掌握通信系统的一般设计方法，具备初步的独立设计能力；2．提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。

二、课程设计的原理使用一个8位移位寄存器的前7位和3个非门构成检测电路，加法器的输出经过判决器检测出大于6的单峰脉冲。

数据流简单地用了一个100Hz 的PN 序列代替，时钟信号的频率与PN 数据流的速率一样也为100Hz 。

SystemView 是美国Elanix 公司推出的基于个人计算机WindoWS 环境的动态通信系统仿真工具，它可用于DSP 信号处理、滤波器设计以及复杂的通信系统数学模型的建立和仿真分析．它的用户界面友好，分析窗口功能强大，用户只需用鼠标点击图符库中的相应图符就能完成各种系统的搭建、设计和仿真分析。

（1）巴克码巴克码是一种具有特殊规律的二进制码字，是一种非周期序列，它的特殊规律是：若一个n 位的巴克码，每个码元只可能取值+1或-1，它的局部自相关函数为)(0)0(1)0)(1n j n j j n x x j R ji j n i i >=<<±===+-=∑（ (1) 从式（1）中可以看到巴克码计算的局部自相关函数R （j ）具有尖锐单峰特性，从后面的分析同样可以看出，它的识别器结构非常简单。

目前只搜索到10组巴克码，其码组最大长度为13，全部列在下表中。

表中+表示+1，–表示–1。

表2.1巴克码对应表巴克码识别器的电路框图如图1所示，它由7级移位寄存器、相加电路和判决电路等组成[9]。

移位寄存器输出联线与巴克码组l 1 l一1—1 1—1相对应，可从“1”端输出，也可从⋯0端输出．它实现对输入的巴克码的相关运算．当输入的码字1存人移位寄存器时，“1”端的输出为高电平，设其为+1，而“0”端的输出为低电平，设其为0(或一1)；反之，当输入的码字一1存人移位寄存器时，“0”端的输出为高电平+1，⋯1端的输出为低电平0(或一1)．由于各移位寄存器输出端的接法和巴克码的规律一致，这样，如果输人移位寄存器的数字有一位或多位与对应的巴克码位不同，则该位就输出低电平0(或一1)，所以将移位寄存器的各位相加时其和就一定会小于7I而只有输入为巴克码时，7级移位寄存器的输出端都为+1，相加器才可能输出7．若将判决器的判决电平设置为6．5，那么就只有与巴克码组完全相同的序列输入时，判决器才有输出，从而可以识别出巴克码组．三、各具体模块实现及调试过程(1)巴克码发生器SystemView在通信图符库中给出了一个PN码发生器的图符。

数字电子技术实验 A报告（2008-2009学年第一学期）学号 20072428姓名黄明江班级 07级网络工程2班实验时间第十三周周三第三讲桌号1指导老师史燕巴克码的检测与发生一．设计思路1.功能：（1）当输入为串行码X【1110010（巴克码）】时，输出检测信号Z，当检测到巴克码（111001010）时，输出为1。

检测灯亮。

(2).自动产生巴克码（1110010）。

2.图框检测图框产生图框3.思路检测：本实验通过7位移位寄存器来实现对串行输入数据的存储。

然后通过比较是不是巴克码，然后实现判断。

产生：通过对7位移位寄存器的数据的循环输出即可实现巴克码的产生功能。

移位寄存器存储巴克码数据。

4. 状态转移图二．波形图。

三．源代码。

MODULE bakemaTITLE 'bakema'clk,codein pin 1,2;q2..q0,y pin 22,21,20,15 istype'reg'; ss0=^b000;ss1=^b001;ss2=^b010;ss3=^b011;ss4=^b100;ss5=^b101;ss6=^b110;ss7=^b111;LM=[q2..q0];c,x=.c.,.x.;equationsLM.clk=clk;y.clk=clk;state_diagram LMstate ss0:if codein==1 then goto ss1withy:=0;endwithelse goto ss0withy:=0;endwith; state ss1:if codein==1 then goto ss2withy:=0;endwithelse goto ss0withy:=0;endwith; state ss2:if codein==1 then goto ss3withy:=0;endwithelse goto ss0y:=0;endwith; state ss3:if codein==1 then goto ss3withy:=0;endwithelse goto ss4withy:=0;endwith; state ss4:if codein==1 then goto ss1withy:=0;endwithelse goto ss5withy:=0;endwith; state ss5:if codein==1 then goto ss6withy:=0;endwithelse goto ss2withy:=0;endwith; state ss6:if codein==1 then goto ss2withy:=0;endwithelse goto ss7withy:=1;endwith; state ss7:if codein==1 then goto ss1withy:=0;endwithwithy:=0;endwith; TEST_VECTORS ([clk,codein]->[LM,y])[c,0]->[x,x];[c,0]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,0]->[x,x];[c,0]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,0]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,0]->[x,x];[c,0]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,0]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];[c,1]->[x,x];END。

摘要本课程设计主要是利用QUARTERSⅡ设计一个8位巴克码代码发生器，当识别到一组代码时，输出一个高电平脉冲。

巴克码主要用于通信系统中的帧同步，其特点是具有尖锐的自相关函数，便于与随机的数字信息相区别，易于识别，出现伪同步的可能性小。

巴克码是一种具有特殊规律的二进制码组，它是一种非周期序列。

关键词：QUARTERSⅡ，巴克码，信号发生器，序列1绪论在通信系统中，同步技术起着相当重要的作用。

通信系统能否有效地、可靠地工作，很大程度上依赖于有无良好的同步系统。

通信系统中的同步可分为载波同步、位同步、帧同步等几大类。

当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波，获得此相干载波的过程称为载波提取，或称为载波同步。

而在数字通信中，消息是一串连续的信号码元序列，解调时常须知道每个码元的起止时刻。

因此，就要求接收端必须能产生一个用作定时的脉冲序列，以便与接收的每一个码元的起止时刻一一对齐。

在接收端产生与接收码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同步或位同步。

数字通信中的消息数字流总是用若干码元组成一个“字”，又用若干“字”组成一“句”。

因此，在接收这些数字流时，同样也必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，在接收端产生与“字”、“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，统称为群同步或帧同步。

当通信是在两点之间进行时，完成了载波同步、位同步和帧同步之后，接收端不仅获得了相干载波，而且通信双方的时标关系也解决了，这时，接收端就能以较低的错误概率恢复出数字信息。

在数字通信系统中，实现帧同步的方法通常有两种：起止式同步法和集中式插入同步法。

起止式同步比较简单，一般是在数据码元的开始和结束位置加入特定的起始和停止脉冲来表示数据帧的开始和结束。

另外在计算机RS232串口通信中通常也使用类似方法。

而在集中式插入同步法中，要求插入的同步码在接收端进行同步识别时出现伪同步的概率尽可能小，并且要求该码组具有尖锐的自相关函数以便于识别。