基于STM32的超短波电台模拟训练系统设计

昆明理工大学津桥学院ARM实作课程报告实作设计题目: 数字FM电台设计开发专业: 电子信息科学与技术年级: 2011级姓名:学号:****: ***日期: 2013.11.20津桥学院ARM实际应用系统开发选题报告指导教师王剑平职称副教授学生年级11级学生专业电信开发题目数字FM电台设计开发选题的依据、目的、要求、工作量大小：数字FM电台在日常生活中有广泛应用，本题目旨在帮助学生掌握数字电台的开发和应用。

选题的主要内容和意义：设计数字FM电台，任务：（1）了解数字FM电台的基本工作原理。

进行芯片选型、电路设计。

（2）实现电台发射频率可调。

要求：（1）实现68MHz~107MHz范围可调。

（2）实现音频信号发射。

（3）实时显示发射频率。

课程所需材料清单及材料费预算：（1）STM32开发板700元（2）数字FM电台模块50元；（3）液晶显示模块100元（4）其它辅料200 元共计 1050元拟采用方法及预期成果：采用STM32 主控芯片实现功能，液晶显示结果。

采用无线耳机接受FM信号并进行测试。

教师意见：同意选题摘要数字FM电台在日常生活中有广泛应用，战舰STM32开发板上载了一颗 FM 收发芯片： RDA5820。

该芯片不但可以用来做用来做 FM 接收，实现音机功能；还可以用来做 FM 发射，实现电台的功能。

在接下来的实作中本文将就如何利用RDA5820的发射功能在一定的频率上实现发射SD卡中的音乐和通过麦克风传音作出详细的阐述。

【关键词】： FM RDA5820 发射电台AbstractDigital FM radio is widely applied in daily life, the battleship STM32 development board to upload a FM transceiver chip: RDA5820 the chip not only can be used to do to do FM receiver, achieve sound machine function; FM emission can also be used to do, to realize the function of the radio in the next implementation in this article will discuss how to use the launch RDA5820 function implemented in certain frequency launch the music in SD card and pass through a microphone sound to make a detail【Keyword】:FM RDA5820 Launch radio目录津桥学院ARM实际应用系统开发选题报告 (I)摘要 (II)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 主要芯片介绍 (1)1.2.1 RDA5820介绍 (1)1.2.2 VS1053简介 (3)1.2.3 74HC4052 简介 (5)1.2.4 SD卡简介 (6)1.2.5 TFTLCD简介 (9)第2章硬件设计及模块功能实现 (10)2.1 FM电台设计框图 (10)2.2硬件设计 (10)2.2.1 RDA5820与STM32的连接电路 (10)2.2.2 VS1053解码芯片电路原理 (11)2.2.3 SD卡接口和STM32的连接 (12)2.2.4 TFTLCD显示模块 (14)2.3 模块功能实现 (15)2.3.1 SD卡模块指令 (15)2.3.2 TFTLCD模块控制 (16)2.3.3 VS1053的SPI数据传送和SCI寄存器 (18)第3章软件设计 (23)3.1 FM电台软件设计流程图 (23)3.2 软件设计结构框图 (24)3.3 主函数介绍 (24)3.3.1 系统初始化 (24)3.3.2 FM信号发射设置 (25)3.3.3 TFTLCD显示基本信息 (25)3.3.4 音频源的选择 (25)3.4 IIC驱动RDA5820 FM收发芯片 (25)3.5 SPI驱动VS1053音频解码器 (27)3.6 SD卡读写驱动 (28)3.7 74HC4052音频选择 (28)3.8 TFT-LCD显示驱动 (29)第4章下载调试 (31)4.1 调试环境 (31)4.2下载验证 (31)结论 (34)主要工作 (34)心得体会 (34)参考文献 (35)第1章绪论1.1 课题背景自20世纪90年代以来，无线通信在全球范围内取得了突飞猛进的发展。

题目：基于STM32的FM电台课程名称： ARM嵌入式系统学生姓名：王超学生学号： 1214040227 系别：电子工程学院专业：电子信息科学与技术届别： 2012 指导教师：吴琰电子工程学院制2015年4月基于STM32的FM电台学生：王超指导教师：吴琰电子工程学院电子信息科学与技术1 FM部件介绍1. 主要芯片介绍1.1RDA5820介绍RDA5820是北京锐迪科推出的一款集成度非常高的立体声FM收发芯片。

RDA5820的模式设置通过40H（寄存器地址0X40）寄存器的CHIP_FUNC[3:0]位来设置，RDA5820可以工作在RX模式、TX模式、PA模式和DAC模式等，本章我们只介绍RX模式和TX模。

通过设置CHIP_FUNC[3:0]=0即可定义当前工作模式为FM接收模式。

在该模式下，我们即可实现FM收音机功能。

通过设置CHIP_FUNC[3:0]=1即可定义当前工作模式为FM发送模式。

在该模式下，我们即可实现FM电台的功能。

1.2 1053简介VS1053是继VS1003后荷兰VLSI公司出品的又一款高性能解码芯片。

该芯片可以实现对MP3/OGG/WMA/FLAC/WAV/AAC/MIDI等音频格式的解码，同时还可以支持ADPCM/OGG等格式的编码，性能相对以往的VS1003提升不少。

VS1053拥有一个高性能的DSP处理器核VS_DSP，16K的指令RAM，0.5K的数据RAM，通过SPI 控制，具有8个可用的通用IO口和一个串口，芯片内部还带了一个可变采样率的立体声ADC（支持咪头/咪头+线路/2线路）、一个高性能立体声DAC及音频耳机放大器。

VS1053通过SPI接口来接受输入的音频数据流，它可以是一个系统的从机，也可以作为独立的主机。

这里我们只把它当成从机使用。

我们通过SPI口向VS1053不停的输入音频数据，它就会自动帮我们解码了，然后从输出通道输出音乐，这时我们接上耳机就能听到所播放的歌曲了,如图1所示。

短波电台模拟训练系统的设计与实现abaa贺思，刘德良，李正宙，沈大伟(解放军理工大学通信工程学院 a. 研究生四队;b.无线通信教研室，江苏南京 210007)【摘要】针对当前常用短波电台的业务训练手段、效率等问题，在局域网内基于 C/S 模型，利用 TCP/IP 协议、嵌入式系统设计了这套短波电台联合组网式模拟训练系统。

这套系统由服务监控系统和模拟训练终端组成。

服务组网监控系统用 VC++6.0 与数据库结合编写，实现对短波电台模拟终端的接入控制、状态监控、数据存储、语音通信的控制与交换等。

短波电台模拟训练终端采用嵌入式系统设计，实现了语音处理、键盘控制、网络连接、链路分析等功能。

【关键词】短波电台;模拟训练系统;嵌入式;TCP/IP 协议【中图分类号】TP393.09 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2011)04-0085-02Design and I mplementation of HF Ra dio Set Simulating and T raining Transmiteeceive System tr-rrabaa HE Si, LIU De-liang, LI Zheng-zhou, SHEN Da-wei(a.Postgraduate Team 4; b.Wireless Communication Departmemt,ICE,PLAUST, Nanjing Jiangsu 210007, China)【Abstract】For the problem of means and low efficiency in HF radio set transmitter operation training, a novel simulating training systemin combination of network transmitter is designed and proposed in this paper. The embedded system and TCP/IP protocol based on C/S model in LAN is employed in this design. The design incorporates server system andsimulated training terminal. The server system is programmed in VC++6.0 to implement the functions, including access management, statement monitor, data storage, voice communication control and exchange. The simulative training terminal is implemented on the basis of embedded system, thus to realize voice processing, keyboard control, network connection, link analysis and other functions.【Key words】HF radio set; simulated transmitter-receiver system; embedded system; TCP/IP protocol0 引言1 系统总体方案设计该系统由组网监控服务器、嵌入式系统短波电台的模拟近年来以计算机技术为基础的嵌入式技术的进步和发 [1]终端、传输网络三部分组成。

基于STM32的网络收音机的设计与实现近年来,随着网络技术和计算机技术的发展,以MP3为代表的消费类电子产品广泛的应用在我们的生活中,而电子技术的发展将此应用推向了更加广阔的空间。

网络收音机就是在网络技术和嵌入式技术快速发展的基础上应运而生的。

和智能手机一样,网络收音机极大的丰富了我们的生活,给我们带来了快乐与方便。

和传统的调频广播比较,网络广播在电台的数量、传输信号的质量、传播的主体性以及和观众的互动性等方面都具有较明显的优势。

随着近两年3G技术的发展与普及,网络电台也快速增加,收听网络电台的观众人数也较以前有了明显的增多。

Internet电台,正在迅速演变并且朝着创新广播的传播形式和数字化方向发展,改变我们的社会生活和信息接收的习惯。

目前在国内,网络收音机的实现形式主要还是以软件为主,一般是基于PC机平台,搭载一个网络电台播放软件,来收听网络广播,这种方式是以个人电脑为载体,不便于随身携带。

而在国外,基于手持式的网络收音机设备已经很成熟,但是大多采用的是专用芯片,在造价方面比较高。

因此,手持式的网络电台接收设备的研究和实现具有重要的价值。

本文设计的Internet Radio是以嵌入式技术为背景,采用意法半导体(ST)公司的Cortex-M3内核芯片STM32作为硬件平台的核心处理器,以国内开源实时操作系统RT-Thread为软件平台的核心,然后在核心处理器的周围添加一些外围硬件,加载一些和硬件相关的驱动程序以及应用程序,组成一个基于STM32的嵌入式Internet Radio系统。

Internet Radio主要工作过程是用户通过人机界面发出指令,处理器接收到指令后,从网络上获取音频流信号,送到解码模块对音频流进行解码,然后送到耳机进行回放。

整个系统的设计包含两个部分：硬件系统的设计和软件系统的设计。

硬件系统的设计主要包括电路图的设计,关键芯片的选型,PCB的制作以及后期的焊接和调试。

软件的设计主要包括操作系统的选择、移植,底层驱动代码的编写、调试和应用软件的测试等。

无线通信电台模拟训练系统设计
洪作鑫;许玉昆;赵维康
【期刊名称】《经济技术协作信息》
【年(卷),期】2008(000)018
【摘要】采用单片机及相关附属电路并结合实际电台外壳,设计制作模拟电台.通过计算机与模拟电台的通信,以菜单形式对模拟电台进行操作控制,实现电台的使用、功能检查、正常工作状态及常见故障现象的模拟.自动进行电路原理分析,显示内部电路结构情况,指导进行电台故障检查排除,实现对电台使用、原理及维修同步结合的模拟训练.
【总页数】1页(P171)
【作者】洪作鑫;许玉昆;赵维康
【作者单位】装甲兵技术学院电子工程系通信技术教研室;装甲兵技术学院电子工程系通信技术教研室;装甲兵技术学院电子工程系通信技术教研室
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.电台维修模拟训练系统设计方法研究 [J], 王哲;谭业双;张天辉
2.基于STM32的超短波电台模拟训练系统设计 [J], 张磊;卢华平;王方超
3.机载超短波电台模拟训练系统设计 [J], 高振斌;陈洪波;卢飞;王仁智
4.机载超短波电台模拟训练系统设计 [J], 高振斌;陈洪波;卢飞;王仁智
5.基于网络环境的电台模拟训练系统设计与实现 [J], 陈树新;温祥西;邓妍
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超短波电台的软件开发和程序设计超短波电台作为一种广播通讯设备，发挥着重要的作用。

它可以在远距离内传送音频信号，具有广播、通讯等多种功能。

为了实现这些功能，超短波电台需要进行软件开发和程序设计。

本文将探讨超短波电台软件开发和程序设计的重要性、技术要点以及挑战。

一、超短波电台软件开发和程序设计的重要性超短波电台软件开发和程序设计的重要性不言而喻。

软件开发是超短波电台的灵魂，它决定着超短波电台是否能够实现各种功能，提供稳定可靠的通讯服务。

通过合理的程序设计，可以优化超短波电台的性能，提高信号传输的质量和可靠性。

因此，开发高质量的软件和设计程序是确保超短波电台正常运行的关键。

二、超短波电台软件开发和程序设计的技术要点1. 界面设计超短波电台的界面设计需要简洁明了，易于操作。

用户界面的布局和颜色搭配要符合人性化设计原则，使得用户能够方便地使用各种功能。

2. 音频编解码算法超短波电台需要能够准确解码接收到的音频信号，并进行编码传输。

音频编解码算法的设计直接关系到信号的传输质量和稳定性。

需要选择合适的算法进行编解码，提高音频信号的清晰度和准确性。

3. 通信协议超短波电台需要与其他通讯设备进行通信，因此需要选择合适的通信协议。

常用的通信协议有TCP/IP协议、UDP协议等。

根据实际需求，选择适合的通信协议，确保数据的传输效率和准确性。

4. 数据存储和处理超短波电台需要处理和存储大量的数据。

为了提高数据处理和存储的效率，需要设计合理的数据结构和算法。

同时，为了防止数据丢失和损坏，需要采取数据备份和冗余存储策略。

5. 错误处理和异常检测超短波电台可能会遇到各种错误和异常情况，如网络中断、程序崩溃等。

为了确保超短波电台的稳定性和可靠性，需要设计良好的错误处理和异常检测机制。

及时识别和处理错误，防止错误蔓延和影响其他功能的正常运行。

三、超短波电台软件开发和程序设计的挑战1. 多平台适配超短波电台可能需要在多个操作系统平台上运行，如Windows、iOS、Android 等。

超短波电台作为机载数据和话音可靠传输方式，广泛应用于各型平台上。

采用传统超外差与射频捷变相结合的多通道收发处理技术和多波形动态加载技术，设计基于软件定义的新一代机载超短波多通道电台，解决了多通道协同处理难题，实现协同组网通信功能。

1.引言超短波是机载通信系统中的重要工作频段，具有通信质量好、通信容量大、抗干扰能力强、受环境气候变化影响小和通信稳定等特点（李建儒，张蕊，王洪明，赵振维，超短波电台传播特性仿真系统：通信技术，2013），一直以来作为国内外军用和民用领域各类型平台话音和数据通信的首选。

国外机载超短波电台技术发展较快，如罗克韦尔﹒柯林斯公司研发的AN/ARC-210系列多模式超短波机载电台（宋世杰，基于Ad hoc组网技术的超短波电台的设计与实现：北京邮电大学，2011），从上世纪90年代研制的基本型发展到第五代，采用软件通信系统结构（SCA），成为能兼容现役波形的多功能、多频段新型机载软件定义电台，具有较强的扩展能力，支持联合作战中的空地、空海以及军用之间的多样式通信，在其体积、重量和可靠性指标位置不变的情况下大幅度提升了性能（徐惕，关注新一代AN/ARC-210机载电台：通信导航与指挥自动化，2012）。

国内机载超短波电台应用广泛，通常采用超外差，实现超短波话音和数据的组网通信，满足指挥、引导、控制等功能需求（王燕君，超短波电台接收机射频前端研制：电子科技大学，2009）。

ARC-210系列电台和国内的机载超短波电台均是基于SINC-GARS（单信道地面与机载通信系统）架构，工作在单一模式的固定频点或频段上，这种方式虽然操作便捷，但也存在明显的缺陷。

如在复杂电磁环境下，工作频点遇到干扰时易导致通信中断；同一时刻只能执行单一任务，不同业务模式需要通过切换实现，由此带来处理时延。

本文提出的基于软件定义的新一代超短波多通道电台，首次采用传统超外差与射频捷变频相结合的多通道处理技术，解决多路射频信号的收发处理；终端硬件采用ARM+FPGA处理器平台，基于SDR（软件定义无线电）设计架构，实现功能软件模块化；突破了FPGA芯片局部动态重构的技术，满足多通道波形并发独立运行需求。