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1PAM调制解调实现项目：PAM调制解调实现要求：单片机+多路开关一．基本原理1.电路组成脉冲幅度调制系统结构如图1所示。主要由输入电路，调制电路，脉冲发生器，解调滤波电路组成。图1PAM调制解调系统结构图本设计用的是51单片机、CD4052模拟开关、拨码开关、LM324芯片。用信号发生器输入原始信号送到CD4052的输入端，单片机产生内部时钟脉冲信号输入到CD4052的控制端产生PAM调制信号，再由CD4052的输出端连接有源低通滤波器的输入端，再经输出放大电路端连接示波器即可观察到PAM解调信号。用拨码开关可以控制单片机的不同频率输出脉冲信号作用与CD4052，从而实现对输入信号的不同分频采样。PAM调制过程的波形如图2所示。输入电路脉冲产生电路调制电路有源低通滤波器输出放大电路2图2PAM调制波形2.各模块部分2-1.单片机部分该最小系统由STC89C52芯片、复位电路及时钟电路组成。如图3所示。VCC40P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732EA/Vpp31ALE/PORG30PSEN29P2.728P2.627P2.526P2.425P2.324P2.223P2.122P2.021P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL218XTAL119GND20U0STC89C5212Y1XTAL30pFC230pFC1S61KR510KR6+5VRST10uFC4RST图3单片机最小系统t(c)(b)0T2T3T-T-2T-3T(a)m(t)s(t)ms(t)32-2.模拟开关CD4052CD4052是一个差分4通道数字控制模拟开关，如同4所示，有A、B两个二进制控制输入端和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰峰值至20V的模拟信号。例如，若VDD=+5V，VSS=0，VEE=-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号，这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关，当INH输入端=“1”时，所有通道截止。二位二进制输入信号选通4对通道中的一通道，可连接该输入至输出。图4CD4053引脚图42-3.基于LM324的解调电路LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图５所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。图5LM324引脚对PAM信号的译码，只需用低通滤波器即可实现。图6为一个五阶的LPF电路，U1A与U1C分别组成两个二阶的有源LPF，R3与C1组成一个一阶无源LPF；U1D为输出信号放大器。5图6PAM解调电路原理图2-4.软件部分51单片机主要作用是产生时钟脉冲信号，由拨码开关控制其频率。所使用的程序如下：#includereg52.hsbitout1=P2^7;sbitout2=P2^6;inti=0,y=480;voidmain(){while(1){P2=0xff;for(i=y;i0;i--);P2=0;for(i=y;i0;i--);if(P1==~0x01)y=480;if(P1==~0x02)y=240;if(P1==~0x04)y=119;if(P1==~0x08)y=58;if(P1==~0x10)y=28;if(P1==~0x20)y=13;if(P1==~0x40)y=5;if(P1==0x7f)y=1;6}}二．制作与调试本设计，电路较简单，画好原理图，配好元件后焊接电路。对电路进行了检查后就进入了调试阶段，分部分进行调试，更易于找出错误。三．设计成果经过实验发现，本设计可对频率范围50HZ至5KHZ左右的输入信号进行调制解调。当输入2KHZ的正弦波信号，不同频率的抽样产生的现象如下：a、1KHZ抽样（失真）b、2KHZ抽样（失真）ｃ、４KHZ抽样ｄ、８KHZ抽样（波形好）当分别输入3KHZ、４KHZ、５KHZ的信号时，在本PAM调制解调系统140KHZ左右抽样下现象的如下图：7ｅ、3KHZ的输入信号现象ｆ、４KHZ的输入信号现象ｇ、５KHZ的输入信号现象（图像失真与滤波器的性能相关）综合考查，本设计是成功的。四．总结在这次综合课程设计中，我熟悉到了脉冲振幅调制的工作原理，加深了对抽样定理的理解，了解了PAM调制与解调电路的基本组成。在刚拿到这个课题时，我认为很难，但在仔细查阅相关书籍和认真思考后，我很快就完成了，这很好地锻炼了我的专业素能。