曼彻斯特编解码电路设计毕业设计毕业设计(论文)题目名称： 曼彻斯特编解码电路设计 学生姓名： 院 (系)： 电子信息学院 专业班级： 电气10602 指导教师： 辅导教师： 时 间： 2010年3月15日 至 2010年6月10日 目录长江大学毕业设计(论文)任务书I毕业设计(论文)开题报告II长江大学毕业设计(论文)指导教师审查意见III长江大学毕业设计(论文)评阅教师评语IV毕业设计（论文）答辩记录及成绩评定V中文摘要VI英文摘要VII前言11 选题背景21.1 普通NRZ码存在的问题21.2 应用背景22 方案论证32.1 曼彻斯特码简介32.2 曼彻斯特编解码解析32.3 曼彻斯特编解码具体实现方法42.4 方案选择53 硬件电路设计83.1 系统实物照片展示83.2 系统的硬件框图93.3 AT89S52单片机简介103.4 单片机外围电路113.5 信号调理电路164 软件设计184.1 资源使用184.2 曼彻斯特码编解码方法分析204.3 程序流程图214.4 编码实现234.5 解码实现254.6 LCD1602驱动程序实现275 数据测试与分析315.1 测试环境及设备315.2 数据记录315.3 数据处理与数据分析326 课题总结346.1 取得的成绩346.2 设计中所遇到的问题及解决的办法346.3 改进方向36参考文献37致谢38附录1：地下液位测量系统实物照片39曼彻斯特编解码电路设计长江大学毕业设计（论文）任务书学院（系）电子信息学院 专业 电气工程及自动化 班级 电气10602学生姓名 熊香春 指导教师/职称 吴爱平/讲师1毕业设计（论文）题目 曼彻斯特编解码电路设计2毕业设计（论文）起止时间：2010年3月15日-2010年6月10日3毕业设计（论文）所需资料及原始数据（指导教师选定部分）所需资料：(1)MCS-51单片机原理与应用 (2)单片机的C语言编程(3) 通信原理原始数据传输速率为20Kb/S，一帧数据有16个字节，一帧的命令有2个字节。4毕业设计（论文）应完成的主要内容 （1）利用C语言编程实现曼彻斯特编码、解码模块，并在PROTUES软件中仿真；（2）设计曼彻斯特信号调理电路；（3）毕业论文中必须包含如下内容：基本原理介绍、整体框图、软件流程图、软件原理介绍、源程序清单。5毕业设计（论文）的目标及具体要求利用单片机和C语言编程实现曼彻斯特编码、解码模块，并在PROTUES软件中仿真通过；通过单片机最小系统，辅以外围电路，能够实现编解码。6毕业设计（论文）所需的条件及上机时数所需条件：微型计算机一台 单片机最小系统上机时数：（3小时）*（60天）=180小时任务书批准日期 2010 年 3 月 10 日 教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 2010 年 3 月 15 日 指导教师(签字) 完成任务日期 2010 年 6 月 10 日 学生（签名） 曼彻斯特编解码电路设计长江大学毕业设计(论文)开题报告题 目 名 称： 曼彻斯特编解码电路设计 题 目 类 别： 毕业设计 学 院（系）： 电子信息学院 专 业 班 级： 电气10602 班 学 生 姓 名： 熊 香 春 指 导 教 师： 吴 爱 平 辅 导 教 师： 吴 爱 平 开题报告日期： 2010年3月27日 第III页 （共XIII页）一、 题目来源曼彻斯特编解码电路设计一题来源于生产实际与指导老师科研项目的结合。二、 研究目的和意义曼彻斯特码是一种数据通讯线性码，它的每一个数据比特都是由至少一次电压转换的形式所表示的。曼彻斯特编码因此被认为是一种自定时码。自定时意味着数据流的精确同步是可行的。每一个比特都准确的在一预先定义的时间中被传送。曼彻斯特编码已经被许多高效率且被广泛使用的电信标准所采用，例如以太网电讯标准。曼彻斯特编码是一种超越传统数字传输的信道编码技术，由于其具有隐含时钟、去除了零频率信号的特性使得它在石油勘探测井中也得到广泛的应用。三、 阅读的主要参考文献及资料名称参考文献: 1 徐爱均编著.智能化测量控制仪表原理与设计.北京:北京航空航天大学出版社.20002 徐爱均编著.单片机原理使用教程.北京:电子工业出版社.20093 吴爱平.基于FPGA的等精度频率计的设计.石油仪器,2005，4:17194 谭浩强 编著.C语言程序设计 北京：清华大学出版社. 20055 康华光.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社.1991 6 康华光.数字电子技术基础. 北京:高等教育出版社.19917 孙传友编.感测技术基础 . 北京:电子工业出版社.20018 马忠梅等编著.单片机的C语言应用程序设计.第一版.北京：北京航空航天大学出版社.1997.39 张培仁等编著.基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用.第一版.北京：清华大学出版社.200210 何立民编著.单片机应用技术选编（5）.第一版.北京：北京航空航天大学出版社.1997.1011 郭观七编著.基于C语言的MCS-51系列单片机软件开发系统.第一版.武汉：华中理工大学出版社.1997.212 王福瑞等编著.单片微机测控系统设计大全.第一版.北京：北京航空航天大学出版社.1998.413 马忠梅等编著.单片机的C语言应用程序设计.修订版.北京：北京航空航天大学出版社.1998.1014 孙传友编 .测控系统原理与设计. 北京:北京航空航天大学出版社. 2001曼彻斯特编解码电路设计四、 彻斯特编解码发展趋势与应用方向曼彻斯特码由于其特殊的性能，在许多领域得到广泛的应用，如电信业，工业控制，航天军事领域，石油勘探测井等等！在工业现场控制网络中，曼彻斯特码由于带有时钟信息、无直流，且实现简单，常被用作高速的基带数传。曼彻斯特码在LAN中的应用，曼彻斯特编码是串行数据传输的一种重要的编码方式。曼彻斯特编码最大的优点是：数据和同步时钟统一编码，曼码中含有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，接收器能够较容易恢复同步时钟，并同步解调出数据，具有很好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。IEEE802.4令牌总线标准采用了此种传输技术。曼彻斯特编码被使用作一个以太网局域网的物理层,对于一个以太网局域网用同轴电缆作为传输介质，额外的带宽不是重要的问题。曼彻斯特码在测井系统中应用广泛，目前，在实际的工程测井中，常采用曼彻斯特编译码器HD-15530把测井数据转换为曼彻斯特码及把曼彻斯特码解码为数据.由于HD-15530发送数据输入及接受数据输出均为串行方式，并且曼彻斯特编解码是以16位数据为基本单位，逻辑上要求使用16位的并入串出移位寄存器和16位的串入并出移位寄存器与单片机接口，这样硬件结构比较复杂，仪器成本较高。考虑到测井数据传输速率不高，可用单片机软件来实现曼彻斯特编解码功能。 五、 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路1. 主要研究的内容： 本项目主要研究曼彻斯特码编码器的硬件设计和实现。为了能顺利完成曼彻斯特码的编解码任务，实现数据传输它应该包括这样几个部分：编码电路（上位机），解码电路（下位机），信号调理电路。为了验证电路能否顺利完成曼彻斯特码的编解码功能，我们用硬件验证的方式，将这一部分的研究内容放在项目“地下液位测量系统”中。实际制作地下液位测量系统，通过最后实际测量结果来验证曼彻斯特编解码电路设计效果。2重点研究的关键问题：a)曼彻斯特编解码的软件实现第V页 （共XIII页）b)硬件制作，包括上位机，下位机，信号调理电路的制作c)将曼彻斯特编解码电路与实际硬件结合起来，通过硬件验证的方式测实设计效果。3解决思路：以AT89S52单片机为核心设计曼彻斯特编解码电路，实际制作上位机，下位机和信号调理电路。 地下液位测量系统系统框图：上位机调理电路传感器信号处理继电器驱动控制电路油水界面PC机AT89S52曼彻斯特编解码编解码串口通讯模块按键命令切换LCD显示液位H，命令显示上位机AT89S52曼彻斯特编解码编解码LCD显示液位高度H，命令显示状态指示下位机Nios高精度频率测量液位信号采集模块D0.7Adr0.3控制信号ffdr0.3FPGA频率测量模块下位机调理电路软件框图如下：开始初始化是否有上位机命令发送？NY解码，保存在命令缓冲区液晶显示接收的命令向FPGA模块读取数据NY模式选择（校验/检测）发出继电器控制信号是否读取频率信号？液晶显示采集的数据将数据编码，再差分输出数据是否发送完毕?NY开始初始化命令选择（按键/PC机）将命令编码，再差分输出液晶显示命令数据命令是否发送完？毕?NY是否有下位机数据传回？NY解码，保存在数据缓冲区液晶显示接收的数据通过串口将数据传输到PC机第VII页 （共XIII页）六、 完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件1.工作条件：相关技术资料和手册、计算机、相关实验仪器和AT89S52开发板等工作环境。2解决办法：在图书馆和网络查阅文献资料和各种手册；利用电子阅览室了解当前技术前沿和编辑相关文字、图片及绘制原理图；利用电子电工实验室进行硬件制作，信号调试和数据测定。七、 工作的主要阶段 进度与时间