光纤通信实验六

光纤通信实验六（精选11篇）

光纤通信实验六 篇1

光纤通信实验六光纤波分复用传输实验实验目的1.1 学习了解光纤波分复用的工作原理

1.2 测量两种不同波长光端机的发射光功率及接收机的灵敏度

1.3 测量光纤波分复用器的隔离度和插入损耗实验仪表及器材

2.1 光功率计、视频摄像机、监视器、光纤尾纤等。

2.2 试验用的视频光端机、数字光端机由学生自己设计制做（参考前几个试验内容）。视

频发射机光源器件可选择1310nm波长，数字发射机可选择1550nm波长。可选择同向或对向传输方式进行实验，这些都可以由同学自行协商解决。光接收器件一般都能宽光谱接收，也就是说视频、数字光接收机可以采用相同的光接收器件。实验步骤

3.1 实验之前要设计好实验方法和调试过程，形成详细的报告。

3.2发光器件是单模激光器，这种器件的反向耐压很低，人体静电通过手指接触激光器的电极有可能会击穿光器件，所以，拿光器件之前，一定要保证身体不带静电。实验之前地面要泼一些水提高空气湿度。焊接光器件的时候电烙铁要从电源插板上拔下。

3.3 调试光发射机时光源驱动电流不能大于15mA。

3.4 先将1310nm（或1550nm）波长的光发射机、光接收机接入光波分复用器和解复用器，用光功率计测量另一波长光路的光功率的值，了解波分复用隔离度的情况和插入损耗。反过来做另一波长的相同测试。

3.5 两路波长的光端机都接入光路中，各自测量接收机的灵敏度。实验报告要求

4.1 按实验过程写出实验报告

光纤通信实验六 篇2

《光纤通信》是高等学校电子信息工程、通信工程等专业 的专业必修课程,其目的是培养具有光纤通信理论和一定操作能力的技术人才。该课程主要讲述光纤的传输理论、光纤通信系统的组成及工作原理、光纤通信的新技术等。 由于光纤通信以光为载体实现信息的传输,区别于传统以电信号为载体的有线通信技术,为了让学生更好地理解光纤通信的教学内容,并为以后从事相关技术工作奠定一定的基础,通常在开设理论课的同时,也会开一定课时的实验教学课程。下面我就《光纤通信》实验教学,对教学中的一些问题进行研究和探讨。

2.光纤通信实验系统介绍

我校采用的光纤通信实验系统为RC-GT-Ⅲ(+)型光纤通信实验系统。其系统含1310nm和1550nm两大模块,相当于一个实验箱上有两个光端机, 可以独立做两个波长的光纤通信实验。整个实验箱系统包含的模块如下:

(1)信源 / 信宿模块。

包括模拟信号源、固定速率数字信号源、电话接口、视频接口、计算机接口、眼图模块。

(2)编译码模块。

包括PCM编译码模块、CMI编译码模块、HDB3编译码模块各两个。

(3)时分复用 / 解复用模块。

包括固定速率和变速率时分复用解复用模块。

(4)光发送 / 接收模块。

包括1310nm和1550nm两个波长的光发送和接收模块。

(5)辅助和二次开发模块。

辅助模块包括电源、时钟模块,可以基于CPLD / FPGA进行二次开发。

该实验系 统所需配 套的其他 设备包括20MHz通用示波 器、功率计、光纤活动连接器(光纤跳线)、FC-FC型WDM波分复用器、衰减器、误码测试仪等。

3.实验内容的确定

《光纤通信》实验课实验内容是根据本学院开课情况和实验室条件确定的。

(1)开课情况。

学院通信工程和电子信息工程开通《光纤通信》理论和实验课。通信工程专业该课程为必修课,实验课时为16课时,共8次课,电子信息工程专业该课程为8课时,4次课。开展实验课教学时,以24~30人左右为一组同时进行一次实验。

(2)实验室条件。

光纤通信系统实验箱16套及一些配套的仪器。没有计算机,也没有多媒体。

(3)实验内容的确定。

要让学生熟悉光纤通信的整个流程, 同时熟悉各模块组成的原理。从实验指导书提供的29个实验中,我们确定通信工程专业和电子信息工程专业各自的实验内容,如表1所示。

固定速率时分复用解复用实验演示通信中的信源部分及多路的合一和分离; 光纤通信线路码实验演示通信中的编码过程;P-I特性曲线实验则让学生理解激光器的工作原理和调制特性; 数字模拟电光光电转换实验则让学生掌握光纤通信的整个传输过程。对通信工程专业来说,眼图观测实验观察整个系统传输性能; 波分复用实验演示波分复用在光纤的应用过程; 综合性光纤通信实验将电话语音、WDM在一起完成的综合性光纤通信实验。

4.实验教学的开展

我校光纤通信课程安排在大三下学期和大四上学期。这个时候学生不是考虑考研就是考虑工作,学习态度远不如低年级。实验中必须考虑这个问题。经过几年探索,笔者将实验教学、实验管理和成绩考核综合起来实施取得了较好的教学效果。

(1)将平时实验纳入实验成绩考核范围 ,并占据60%以上的比重。

传统实验考核方式里,学生成绩主要通过实验报告、实验考试或者二者兼顾进行评定。平时实验成绩的比重不大,一般用来规范学生是否到课。由于平时实验做得好坏对总成绩没有什么影响,导致多数学生平时实验时候态度随意。

针对这种情况, 笔者将平时实验的成绩考核比重增加到实验总成绩的60%以上。通信工程8个实验每个实验8分,共计64分,实验报告每个实验4分共32分 ,另外4分作为平时综合表现优异的特殊加分,总计100分。电子信息工程4个实验,每个实验15分,共计60分。实验报告每个实验8分,共计32分,剩余8分根据学生表现进行加分。

自从平时实验成绩比重增加后, 学生实验态度明显有了好转。

(2)将平时成绩适度量化 ,严格实验管理。

传统实验过程,教师对学生实验介入很少。学生到实验室后随机选择实验箱,随机进行组合开展实验,随意搬动实验设备。结果,实验室秩序混乱,实验设备容易损坏,实验效果不佳。

针对这种情况,笔者采取了一系列措施进行规范。首先是学生定组、定位、定箱。学生第一次实验时完成自动组合和实 验箱选择后,其组别、位置和实验箱就固定下来。这样实现学生和实验箱的绑定管理。学生需要对实验箱及其他相关设备 承担起一定的保管责任。造成实验箱损坏的同学视情况扣除一定的实验成绩。

其次要求学生遵守实验室规范。实验过程中如设备问题需要换实验箱, 需要别组同学完成之后接手, 并且人动箱不动。学生实验完成后将实验器材收拾如初,经老师检查后方能离开。

再次,每个实验都需要老师检查后通过才能完成,教师根据学生实验情况给予实验成绩。

(3)实验教学以图解、问题引导和答疑、 提问考察等方式促使学生做好实验。

实验前将实验模块和连线图画到黑板上对实验进行讲解。这样学生对整个实验情况有直观印象,节省学生按照书上实验步骤连线所用的时间。讲解中除了对实验中的注意事项进行提醒外,还设置问题引导学生做实验时思考,从而让学生加深对实验内容的理解,实验中和学生互动答疑。最后检查学生实验并进行成绩评定时,用提问考查学生实验认真情况。

采用上述措施后,实验情况大大改善。首先,学生做实验有了动力,实验态度认真,实验效果显著;其次,实验秩序井然,实验氛围浓厚;再次,实验设备性能保存良好,实验有了保障。几年下来16台实验箱12台可以做实验,保证了实验所需, 好于其他专业课的实验箱。

当然,代价也是有的,那就是教师付出额外精力和时间。

5.结语

光纤通信实验教学改革探析 篇3

【摘要】 针对光纤通信技术高速发展给人才培养及其课程教学提出的适应性要求，结合中南民族大学通信与电子信息类专业光通信方向的教改实践，对课程的实践教学方法进行了探索。在现有光纤通信实验基础上，作好基础实验，加深学生对基本概念的理解，增设仿真实验和创新性实验，开拓学生视野和知识面。实践证明，这种改进型的实验教学方式可以使学生能够更好地掌握光纤通信的基本概念，提高学生的实际动手能力，激发学生的创新能力，为学生之后从事相关专业领域的工作与学习打下了良好的基础。

【关键词】 光纤通信 实践教学 软件仿真

《光纤通信》是通信与电子信息类专业最重要的专业主干课程之一[1]，主要讲述了光纤通信的基本概念、传输理论、系统组成、新技术等内容[2]。该门课程具有理论性强、知识面广、抽象概念多的特点[3]。为了提高教学质量，很多高校开设出相应的实验课程，使得学生能够进一步消化课堂上所学的理论知识。

经过多年对光纤通信课程的讲授，我们对实践教学进行了一定的探索与研究，通过设计不同层次的实践教学内容，加深学生对光纤通信相关知识的理解，提高学生的学习积极性，培养学生的实际动手能力和创新能力，并取得了满意的教学效果。

一、以验证性实验为基础，加深学生对基本概念的理解

光纤通信实验箱是学生从理论走向实践的重要实验平台，为学生了解光纤通信系统提供了保障。在教学中，以光纤通信的基础理论为重心，按照由浅入深、由简单到综合的原则精心设计与优化实验教学。验证性实验主要是以模块化的实验箱为平台，学生利用相关测试点完成数据记录与波形观测并结合原理进行分析验证相关内容。我们学校的实验箱平台主要由光无源器件实验平台、模拟图像传输系统、计算机数据传输系统、光终端机、OTDR功能等几大部分组成。在实验系统中，系统的组成、功能电路、信息流程与实际光纤通信系统在技术上保持一致，并在此基础上增设特殊的测试环境。

学生通过实验能够较全面地掌握光纤通信的系统组成、基本原理、关键技术以及主要技术指标的测量方法。这对学生理解与掌握光纤通信理论和技术，提高实验教学质量具有重要意义。

二、引入仿真性实验，开阔学生的视野和知识面

经过几年的教学实践发现，由于实验箱封装性强、集成化程度高，在方便操作的同时，却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。实验尽管可以获得正确的实验结果，学生并没有真正理解系统的结构和工作原理。且对学生的实践与创新能力培养效果有限。

随着科技的进步，新的理论和技术迅速产生与发展，需要不断更新实验设备。考虑到实验建设资金限制和光通信器件成本较高等因素，对现有实验设备无法满足的实验，我们可以利用软件仿真的方式，比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，弥补试验设备的局限性，开阔学生的视野和知识面。

因此，实践教学部分我们还可利用仿真软件构建光纤通信系统模型，以提高学生的实验效率，有效地节省实验教学成本。

实验中我们引入了加拿大OptiWave生产的OptiSystem软件。利用OptiSystem软件，在硬件资源不足的情况下，使学生对传统光纤通信系统和现代光纤通信系统的理论、传输体制、系统组成，系统设计等知识有一个全面的了解。包括光网络的组成，网络拓扑，光接入网技术，光传送网技术，光交换网技术，全光网络技术等。同时学生也可系统学习光交换，全光网络，相关光通信技术及网络的新技术及发展趋势等。利用仿真软件进行系统性能分析，有利于引导学生对复杂系统进行探索，提高学生对系统性能的全面认识。

三、总结

通过不断的探索与研究，我们逐步建立了一套完整的包含验证、仿真以及设计等多种不同层次实验内容的光纤通信课程实践教学体系。在实践教学中，我们针对学生接受知识的能力因材施教；坚持理论与实践相结合、仿真平台与硬件平台相结合、验证性实验与开放性设计相结合；培养学生整体思考问题、分析问题、解决问题的能力。实践证明，通过这些教学活动的开展，学生能够更好地掌握光纤通信的基本概念，对光纤通信系统的认识进一步加深，学生的视野和知识面得到了拓展；同时学生的主观能动性得到了很好的发挥，动手能力得到了锻炼，综合运用知识的能力以及创新意识得到了有效提高，为学生之后从事相关专业领域的工作与学习打下了良好的基础。

参 考 文 献

[1] 邓大鹏.光纤通信原理 [M].北京 ： 人民邮电出版社 ，2006：5-6.

[2] 李萍，邹念育，杨轶.光纤通信实验教学改革与实践 [J].实验室科学，2010，（6）：35-36.

通信原理实验二 篇4

数字锁相环

一实验目的

1、了解数字锁相环的基本概念

2、熟悉数字锁相环与模拟锁相环的指标

3、掌握全数字锁相环的设计

二 实验仪器

1、JH5001 通信原理综合实验系统 2、20MHz 双踪示波器

3、函数信号发生器

三 实验原理和电路说明

数字锁相环的结构如图2.2.1 所示，其主要由四大部分组成：参考时钟、多模分频器（一般为三种模式：超前分频、正常分频、滞后分频）、相位比较（双路相位比较）、高倍时钟振荡器（一般为参考时钟的整数倍，此倍数大于20）等。数字锁相环均在FPGA 内部实现，其工作过程如图2.2.2 所示。

在图2.2.1，采样器1、2 构成一个数字鉴相器，时钟信号E、F 对D 信号进行采样，如果采样值为01，则数字锁相环不进行调整（÷64）；如果采样值为00，则下一个分频系数为（1/63）；如果采样值为11，则下一分频系数为（÷65）。数字锁相环调整的最终结果使本地分频时钟锁在输入的信道时钟上。

在图2.2.2 中也给出了数字锁相环的基本锁相过程与数字锁相环的基本特征。在锁相环开始工作之前的T1 时该，图2.2.2 中D 点的时钟与输入参考时钟C 没有确定的相关系，鉴相输出为00，则下一时刻分频器为÷63 模式，这样使D 点信号前沿提前。在T2 时刻，鉴相输出为01，则下一时刻分频器为÷64 模式。由于振荡器为自由方式，因而在T3 时刻，鉴相输出为11，则下一时刻分频器为÷65 模式，这样使D 点信号前沿滞后。这样，可变分频器不断在三种模式之间进行切换，其最终目的使D 点时钟信号的时钟沿在E、F 时钟上升沿之间，从而使D点信号与外部参考信号达到同步。在该模块中，各测试点定义如下：

1、TPMZ01：本地经数字锁相环之后输出时钟（56KHz）

2、TPMZ02：本地经数字锁相环之后输出时钟（16KHz）

3、TPMZ03：外部输入时钟÷4 分频后信号（16KHz）

4、TPMZ04：外部输入时钟÷4 分频后延时信号（16KHz）

5、TPMZ05：数字锁相环调整信号

四 实验内容以及观测结果

准备工作：用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字数字信号测试端口J007（实验箱左端）。1.锁定状态测量

用示波器同时测量TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步；

由上图可看出，将64KHz 的TTL 信号送入端口J007时，TPMZ03、TPMZ02上升沿对齐，环路锁定。

2.数字锁相环的相位抖动特性测量 数字锁相环在锁定时，输出信号存在相位抖动是数字锁相环的固有特征。测量时，以TPMZ03 为示波器的同步信号，用示波器测量TPMZ02，仔细调整示波器时基，使示波器刚好容纳TPMZ02 的一个半周期，观察其上升沿。可以观察到其上升较粗（抖动），其宽度与TPMZ02 周期的比值的一半即为数字锁相环的时钟抖动。

由上图可看出上升较粗（抖动）宽度约为0.45格，整个周期约是6.2格，因而数字锁相环的时钟抖动为0.45/(6.2*2)=0.0363。

3.锁定过程观测

用示波器同时观测TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步； 复位通信原理综合实验系统，则FPGA 进行初始化，数字锁相环进行重锁状态。此时，观察它们的变化过程（锁相过程）。

在第一项实验内容锁相状态测量时，观测TPMZ03、TPMZ02 的波形上升沿对齐，环路锁定。复位通信原理综合实验系统，波形随即变为两直线，如上图，然后几秒后又重新恢复锁定状态。4.同步带测量

（1）用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字信号测试端口J007。用示波器同时测量TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步；正常时环路锁定，该两信号应为上升沿对齐。

（2）缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步，记录下失步前的频率。

（3）调整函数信号发生器频率，使环路锁定。缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步，记录下失步前的频率。

（4）计算同步带。

同步带=66.12KHz-61.88 KHz=4.24 KHz。

5.捕捉带测量

（1）用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字信号测试端口J0007。用示波器同时测量TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03同步；在理论上，环路锁定时该两信号应为上升沿对齐。

（2）增加函数信号发生器输出频率，使TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步；然后缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形同步。记录下同步一刻的频率。

上图同步一刻的频率是66.03KHz。

（3）降低函数信号发生器输出频率，使TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步；然后缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形同步。记录下同步一刻的频率。

（4）计算捕捉带。

捕捉带=66.03-62.07=3.96KHz。

六 实验总结

（1）分析总结数字锁相环与模拟锁相环同步带和捕捉带的大致关系。

对于这次数字锁相环实验，由实验内容2，还有查阅相关资料，可以了解到数字锁相环在锁定时，输出信号存在相位抖动是数字锁相环的固有特征。也正是由于这个相位抖动特性，使得数字锁相环的同步带和捕捉带的带宽相对较窄，有实验内容4、5加以验证，而且同步带与捕捉带大致相等。

第一次实验模拟锁相环，同步带，捕捉带的宽度都很大，而且我测得的同步带带宽要比捕捉带带宽大了约5KHz，数字锁相环的同步带捕捉带还没有5KHz。（2）实验心得体会

串口通信实验报告 篇5

双机通信实验

一、实验目的

UART 串行通信接口技术应用

二、实验实现的功能

用两片核心板之间实现串行通信，将按键信息互发到对方数码管显示。

三、系统硬件设计

（１）单片机的最小系统部分

（２）电源部分

（３）人机界面部分

数码管部分

按键部分

（４）串口通信部分

四、系统软件设计

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int void send();uchar code0[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0-9的数码管显示

sbit H1=P3^6;sbit H2=P3^7;sbit L1=P0^5;sbit L2=P0^6;sbit L3=P0^7;

uint m=0,i=0,j;uchar temp,prt;/***y延时函数***/ void delay(uint k){ uint i,j;

}

/***键盘扫描***/ char scan_key(){ H1=0;H2=0;

L1=1;L2=1;L3=1;if(L1==0){ delay(5);if(L1==0){ L1=0;H1=1;H2=1;if(H1==0)} //定义局部变量ij

//外层循环 for(i=0;i

{ m=1;return(m);} if(H2==0){ m=4;return(m);} } }

//KEY1键按下

//KEY4键按下

if(L2==0){ delay(5);if(L2==0){ L2=0;H1=1;H2=1;if(H1==0)

{ m=2;return(m);} if(H2==0){ m=5;return(m);} } }

//KEY5键按下 //KEY2键按下

if(L3==0){ delay(5);if(L3==0){ L3=0;H1=1;H2=1;if(H1==0){ m=3;

//KEY3键按下

}

return(m);} if(H2==0){ m=6;return(m);} } } return(0);

// KEY6键按下

/***主函数***/ main(){ P1M1=0x00;P1M0=0xff;

SCON=0x50;//设定串行口工作方式1 TMOD=0x20;//定时器1，自动重载，产生数据传输速率 TH1=0xfd;//数据传输率为9600 TR1=1;//启动定时器1 P0&=0xf0;while(1){

//如果有按键按下 if(scan_key()){ SBUF=scan_key();//发送数据 while(!TI);TI=0;}

if(RI){ RI=0;}

// //

等待数据传送 清除数据传送标志

//是否有数据到来

// 清除数据传送标志

temp=SBUF;

// 将接收到的数据暂存在temp中

P1=code0[temp];// 数据传送到P1口输出 delay(500);} } //延时500ms

五、实验中遇到的问题及解决方法

（１）串行口和定时器的工作方式设定是关键，本次是按需传输的是两位十六进制数，串行口为工作方式１，定时器为８位自动重载；（２）采用P0&=0xf0语句使４个数码管静态点亮；

（３）在发送和接受过程中，用标识位ＴＩ和ＲＩ来检测发送和接受是否完成；（４）在用电脑和单片机进行串口通信测试时，电脑的传世速率一定要和单片机的传输速率相等，否则显示会出现错误。

指导老师签字：

光纤通信实验六 篇6

(理论课:教材第七章P180--185）

实 验 内 容

1.频率键控（FSK）调制实验 2.频率键控（FSK）解调实验

一、实验目的

1.理解FSK调制的工作原理及电路组成。2.理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。

二、实验电路工作原理

TP901 TP904TP90832KHz选频 32KHz方波12TP906TP907输出时钟K901D/A TP902模相FSKTP909拟加12解调整 开器(4046形16KHz方波12关FSK调制输出锁相环输 K902D/AK906解调)出 TP903TP90

5PN2K1 F832K904WMCLK 213WMDATA

K903

图2-1 FSK调制解调电原理框图

数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。

数字调频又可称作移频键控FSK，它是利用载频频率变化来传递数字信息。数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供，它们之间相位互不相关，这就叫相位离散的数字调频信号；若两个振荡频率由同一振荡信号源提供，只是对其中一个载频进行分频，这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。

本实验电路中，由实验一提供的载频频率经过本实验电路分频而得到的两个不同频率的载频信号，则为相位连续的数字调频信号。

（一）FSK调制电路工作原理

FSK调制解调电原理框图，如图2-1所示；图2-2是它的调制电路电原理图。

输入的基带信号由转换开关K904转接后分成两路，一路控制f1=32KHz的载频，另一路经倒相去控制f2=16KHz的载频。当基带信号为“1”时，模拟开关1打开，模拟开关2关闭，此时输出f1=32KHz，当基带信号为“0”时，模拟开关1关闭，模拟开关2开通。此时输出f2=16KHz，于是可在输出端得到已调的FSK信号。

电路中的两路载频(f1、f2）由内时钟信号发生器产生，经过开关K901，K902送入。两路载频分别经射随、选频滤波、射随、再送至模拟开关U901∶A与U901∶B(4066)。

（二）FSK解调电路工作原理 FSK集成电路模拟锁相环解调器由于性能优越，价格低廉，体积小，所以得到了越来越广泛的应用。解调电路电原理图如图2-3所示。

FSK集成电路模拟锁相环解调器的工作原理是十分简单的，只要在设计锁相环时，使

它锁定在FSK的一个载频f1上，对应输出高电平，而对另一载频f2失锁，对应输出低电平，那末在锁相环路滤波器输出端就可以得到解调的基带信号序列。

FSK锁相环解调器中的集成锁相环选用了MC14046。

压控振荡器的中心频率设计在32KHz。图2-3中R924、R925、CA901主要用来确定压控振荡器的振荡频率。R929、C904构成外接低通滤波器，其参数选择要满足环路性能指标的要求。从要求环路能快速捕捉、迅速锁定来看，低通滤波器的通带要宽些；从提高环路的跟踪特性来看，低通滤波器的通带又要窄些。因此电路设计应在满足捕捉时间前提下，尽量减小环路低通滤波器的带宽。

当输入信号为16KHz时，环路失锁。此时环路对16KHz载频的跟踪破坏。可见，环路对32KHz载频锁定时输出高电平，对16KHz载频失锁时就输出低电平。只要适当选择环路参数，使它对32KHz锁定，对16KHz失锁，则在解调器输出端就得到解调输出的基带信号序列。关于FSK调制原理波形见图2-4所示。

三、实验内容

测试FSK调制解调电路TP901—TP909各测量点波形，并作详细分析。

1．按下按键开关： K01、K02、K900。

2．跳线开关设置： K9012–

3、K9022–3。K903:1-2 3 K9041–

2、2KHz的伪随机码，码序列为：*** 做FSK解调实验时，K9041–

2、K9031–2。K905：1－2 3－4K906:2-3 K907:1-2 3．在CA901插上电容，使压控振荡器工作在32KHz，电容在1800Pf2400Pf之间。

4．注意选择不同的数字基带信号的速率。有1110010码(2KHz)、1010交替码(8KHz)。由信号转接开关K904进行选择。

5．接通开关K906“2”和“3”脚，输入FSK信号给解调电路，注意观察“1”“0”码内所含载波的数目。

6．观察FSK解调输出TP907～TP909波形，并作记录，并同时观察FSK调制端的基带信号，比较两者波形，观察是否有失真。

四、测量点说明

TP901：32KHz载频信号，由K901的1与2相连，可调节电位器W901改变幅度。

TP902：16KHz载频信号，由K902的1与2相连，可调节电位器W902改变幅度。

TP903：作为F = 2KHz或8KHz的数字基带信码信号输入，由开关K904决定。K904 的1与2相连：码元速率为2KHz的***码；K904的2与3相连：码元速率为8KHz的10101010码。

TP904：32KHz基带FSK调制信号输出。TP905：16KHz基带FSK调制信号输出。

TP906：FSK调制信号叠加后输出，送到FSK解调电路的由输入开关K905控制。

TP907：FSK解调信号输入。由FSK解调电路的输入开关K906的2与3脚接入

TP908：FSK解调电路工作时钟，正常工作时应为32KHz左右，频偏不大于2KHz，若有偏差，可调节电位器W903或W904和改变CA901的电容4 值。

TP909：FSK解调信号输出，即数字基带信码信号输出，波形同TP903。注：在FSK解调时，K904只能是1与2相连，即解调出码元速率为2KHz的***码。K904的2与3脚不能相连，否则FSK解调电路解调不出此时的数字基带信码信号，因为此时F = 8KHz，fc2 = 16KHz，所以不满足4F ≤ fc1的关系，因为此时它们的频谱重叠了。所以在此项实验做完后，应注意把开关K904设置成1与2相连接的位置上。

五、讨论思考题

1.画出测试点的各点波形。

2.写出改变4046的哪些外围元件参数对其解调正确输出有影响? 3.采用锁相环解调时，其输出信号序列与发送信号序列相比有否产生延迟?

六、实测各点波形

1、FSK频率键控调制电路的工作波形

（上图）：TP901：32KHz载频信号（下图）：TP902：16KHz载频信号

TP903： 2KHz数字基带信码信号

图理原电路电制调KSF 2－2图 8

图理原电路电调解KSF 3－2图 TP9010t32KHz载频fC1输入TP9020t16KHz载频fC2输入TP9030TP9041110010tt信码032KHz载频fC1输出TP9050t16KHz载频fC2输出TP9060t合路后FSK输出 图2-4 FSK调制原理波形图

上图 TP904：32KHz载频FSK调制信号 K905 1-2 3-4 全部断开后测出 下图 TP905：16KHz载频FSK调制信号

TP906：FSK调制叠加后输出信号 K905 1-2 3-4 测出

2、FSK频率键控解调电路的工作波形 K906 2-3

TP907：FSK解调信号输入。同TP906 10

光纤通信实验六 篇7

上个世纪30年代, 这项技术所应用的“量子纠缠”效应曾被爱因斯坦称作幽灵般的超距离作用, 直至今天, 某些报道中也出现过这样的描述, 称要实现文本、语言或者图像的传输, 只须通过该“幽灵通信”就能瞬间实现传递 (超光速通信) 。那么, 量子通信是否真如众人所说的神乎奇乎, 它能否掀起一场新的信息安全技术革命浪潮, 又或者仅仅是出现在科研书上的几个高大上的概念性文字?本文将对其详细讲述。

全球量子热

何为量子神技

科技界与产业界被云计算、大数据等热词刷屏多时, 今天终于迎来了一种更为高精尖的技术——量子通信。

通过查阅相关资料发现, 量子通信发展至今已有些历史, 可为什么在国内到当前才被争相热议?这还得追溯到年初评选的2014年中国十大科技进展, 中国科学技术大学潘建伟院士团队的“量子通信安全传输创世界纪录”成功上榜。随后不久, 中国工商银行成功应用量子通信技术, 实现了该行北京分行电子档案信息在同城间的加密传输。中国的量子通信技术创世界之最, 并且在银行业首次得到成功应用, 这两场重头戏, 彻底地打响和提高了量子通信在公众面前的知名度与活跃度。

那么, 岁末年初闯出来的这只“黑马”究竟是什么来头?引用国际顶级量子专家王肇中教授的话, 量子通信就是单模光纤两端加上能代替常用光模块功能的、光量子态的发送和接收设备, 实现基于物理加密的保密通信。

传统的保密通信分为加密、接收、解密3个过程, 量子保密通信的过程与之相同, 只不过加密与解密的密钥改用微观粒子携带的量子态信息。简单地说, 微观世界里, 有共同来源的两个微观粒子之间存在纠缠关系, 若一方状态发生改变, 另一方的状态也会相应作出变化, 而这种相互感应的关系不受双方空间距离的限制。正是这幽灵般的相互作用, 为信息社会的安全通信带来了福音。

一直以来, 保密通信始终是非常重要的科研领域, 且历史悠久。古人的信件常以火漆封口, 一旦拆封便会留下泄密痕迹, 运用于量子通信系统中的量子密码同样有此神技, 因此, 量子通信堪称不可破译的通信方式。基于量子不可克隆的原理, 任何干扰量子密码的操作都会改变量子的状态, 有人即使截获了量子密码, 得到的终究是毫无意义的信息, 同时, 信息的合法接收者也能从量子状态的改变中得知该密码曾被截获。目前, 在量子通信的两种方式中, 量子密码通信应用最为成熟, 另一种方式称为量子隐性传送。

全球竞技热

量子密码通信真正闯入科学研究领域是在1984年。这一年, IBM华生实验室工程师本奈特和布拉萨德提出了全新的通信协议。由于量子通信在多领域潜在的应用价值和发展前景, 此后便掀起了国际量子通信的竞技狂潮。

美国是最早将量子通信纳入国家战略、国防和安全研发计划的国家, 世界第一个量子密码通信网络正是由美国投入运行, 它位于马萨诸塞州的剑桥城, 网络传输距离约为10千米。目前, 一套辐射美国主要城市、总长超过1万千米的环美量子通信网络正在悄悄酝酿。

日本将量子通信技术作为国家级高技术列入开发计划始于2000年。与其他国家不同的是, 各大电子工业巨头的加入带来了持续不断的更加稳定的光源和更为紧密的探测器, 为日本量子通信技术迈向实用化, 以及实用化后的运用水平贡献良多。

“欧洲量子科学技术”计划和“欧洲量子信息处理与通信”计划, 是欧盟在欧洲核子中心和航天技术采取国际合作后的又一大规模国际合作。此外, 还专门成立了包括英国、法国、德国、意大利、奥地利和西班牙等国在内的量子信息物理学研究网。种种推进, 足以窥见欧盟在发展量子通信方面的宏图战略。

中国跻身第一方阵

基础研究势如破竹

鉴于量子通信仅有30年的发展历史, 且中国涉足量子通信领域的研究时间与发达国家相差无几, 因此, 在这个高精尖的科技领域, 中国没有特别沉重的历史包袱。在国际化的竞争中, 中国在应用研究的多个方面势如破竹, 其中, 城域量子通信的关键技术已达世界先进水平, 与欧美发达国家旗鼓相当。

中国能有如此高的成就, 离不开科研专家以及高校、科技企业的协同合作, 在这里不得不提的是华人顶级量子通信专家潘建伟教授及其科研团队。

早在上世纪90年代, 在国外留学的潘建伟教授便开始投入量子通信的研究中。当时在奥地利进行的“量子态的隐性传输”试验, 堪称国际上的首次实现。在过去的十余年间, 他带领自己的研究团队, 屡次在量子通信领域获得突破性进展。其一, 在光子纠缠态的制备与操纵上连续刷新了世界纪录, 在8年的时间里分别实现了五光子、六光子以及八光子多光子纠缠态的操作, 与欧美发达国家的研发水平拉开了一段距离;其二, 扫除了量子通信中的一大绊脚石, 完成了广域量子通信网络和全球网络亟须解决的“量子中继器”的实现与操作;其三, 验证并实现了一次又一次的长距离量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发, 为基于卫星的广域量子通信以及大尺度量子计算、量子信息技术应用与实施奠定了坚实基础。

应用研究并行

量子通信绝非仅仅是概念上的创新。随着信息技术手段的不断升级, 保密措施也变得愈加复杂, 特别是在国家大力推行信息安全战略的背景下, 凭借着保密性强这一绝对优势, 并在信息传输容量、传输速度等方面有着革命性的突破, 如今的量子通信已在若干方向实现了初步的实用化。

在军事、国防等国家级保密通信方面, 中国已在世界各国面前作出表率。建国60周年国庆阅兵期间, 在通信量不少于一场战役的大阅兵的关键时期, 量子保密通信热线出色地完成了通信保障任务, 使中国一跃成为首个将这种技术实用化的国家。

近日, 中国工商银行将量子通信技术应用于电子档案信息在同城间的加密传输, 实现了该技术在国内银行业的首次应用, 这再一次证明量子通信在多元领域的应用价值。

人人皆知, 银行乃金融命脉。在信息化时代, 随着金融市场的日趋成熟, 各项业务不断推陈出新, 整个园区的网络安全承载了该银行系统的稳步运营, 而信息也成为极其重要的商品。因此, 如何有效地保护信息安全、管理和维护银行系统安全, 也成为银行业网络建设时需要解决的主要问题。出于灾备的需求, 目前银行业在内的高端用户多采用“两地三中心”的建设方案, 未来量子通信能否在这方面作出技术性的革新, 非常值得期待。

按照预定的研发和推广计划, 我国正在逐步构建量子通信全国架构的局面。针对信息安全要求较高的政府、金融、医疗等用户, “合肥城域量子通信试验示范网”已于2012年完成, 网络覆盖合肥主要城区, 连接40组“量子电话”用户和16组“量子视频用户”;而在2014年投入使用的“济南量子通信试验网”, 则面对用户的日常需求, 实现安全的文件传输和视频、语音通信;同年, 世界第一条量子信息保密干线——“京沪干线”量子通信工程也紧锣密鼓地开工建设, 预计两年后交付。

研究与应用并行, 可见在量子通信领域, 中国绝非坐谈之客。

量子通信前景瞻观

“神坛”模式有争议

对传统的通信而言, 实现信息的传输是其基本目的, 如当下流行的文件、视频和语音等经典通信形式。而当前量子通信在全球的应用研究, 主要还是传输密钥的方式, 该应用现象导致业内人士对量子通信开启的“神坛”模式有所争议。

他们提出的疑义是, 回顾国内已建成使用的合肥、济南量子通信试验网, 仅仅是对量子密钥分发的实现, 即便是中国即将发射的量子通信试验卫星, 也只是通过量子态解决保密问题, 而非传输大容量数据。因此, 称为“量子通信”实属勉强。

对此潘建伟给出了一个国际上的解释, 量子隐形传态、量子纠缠交换和量子密钥分发等若干技术统称为量子通信。很明显, 这种定义趋向广义, 认为量子通信是通过量子态来传递信息, 无论是经典信息亦或是量子信息。他认为, 基于现有技术水平的限制, 目前量子通信的技术优势的确是主要体现在安全性方面, 而大容量传输的实现与提高, 今后有可能借由容错编码、密集编码等技术研究来实现突破。

另外, 出于隔空取物的神往, 部分人相信, 有了量子通信技术的辅助, 就能实现文件等信息的瞬间传递, 即前文所提的“超光速通信”。这种观点遭到了北京计算科学研究中心量子光学与量子信息实验室游建强教授的否定, “完全通过量子纠缠, 不可能传递所有的信号, 纠缠是一个物理现象, 不可能加载全部的信息。”他认为, 这在科学上是不准确的。

虽然理论上量子通信并没有传输介质的限制, 但在现实运用中, 无论是哪种量子传输方式, 都需要传统的通信技术的参与。显然, 这一辟谣同时也说明了, 量子通信实际上是量子网络与传统通信的相结合, 不可能存在完全替代传统通信技术一说。

中国的路径选择

目前, 欧美主要国家都投入重金用于量子通信的研发应用, 可以说, 纵然长路漫漫, 但谁获得先机, 谁就掌握了发展的主动权。而在这场长跑竞赛中, 回首过去, 从研发的硕果累累中可以看到, 中国始终位列第一方阵;展望未来, 中国在量子通信领域又将如何选择?

一般情况下, 对一件新产品的考验, 无非就是技术和市场两项因素, 量子通信也不例外。从技术的角度分析, 摆在眼前有3个技术瓶颈, 分别是单光子源、量子中继器以及量子存储。基于现有技术的限制, 由于找不到理想的单光子光源和完美的量子中继器, 潘建伟团队研发了基于光线诱骗态实现量子密钥分发, 而实现远程量子通信亟须的量子中继器则可以用卫星代替。

然而, 没有产业化作支撑, 技术的实现也将是无源之水。走出实验室并走向市场, 这是各国都在努力的方向。国内的量子通信技术水平已达国际领先水平, 下一步便是要着重于定位的问题。部分专家认为, 量子通信是现有传统通信的互补, 两者融合是一个取长补短的过程, 因此, 它应该有不同于传统通信的发展路径, 量子通信应专注于重点领域的发展需求, 而非现有网络广撒网的性质。

初探现代通信技术实验教学改革 篇8

关键词：现代通信技术；实验教学；教学方法；实验仿真

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-1985-02

随着计算机技术和现代通信技术的飞速发展，通信工程已成为变化最快且最具影响力的专业之一。然而当前通信行业的应用现状与人才培养存在着一定的差距。通信专业的实践教学明显滞后信息社会的发展。虽然通过该门课程的学习，学生能掌握现代通信的有关理论知识和有关技术。但仅仅依靠课堂上的理论知识教育，远远满足不了社会对信息化人才的能力需求，因此实验教学在学科发展中变得日益重要。

实践和理论是紧密联系在一起的，它离不开理论的指导，但与理论又有一定距离。学生的独立思考问题能力，分析和解决问题的能力以及从事科学研究能力，创新能力方面，实验教学都担当着相当重要的作用。在过去的实验教学中，实验的教学内容总是一成不变，固定的模式，所涉及的实验项目内容比较陈旧，教学方法生硬等问题。该文将从现代通信技术实验教学内容，实验教学方法，建立创新型课堂教学等方面探讨现代通信技术课程的实验教学改革。

1 实验存在的问题

对于电子信息类专业的学生在开设现代通信技术的前期，还学习了现代通信原理课程，该课程和现代通信技术的部分内容出现重复的地方，以往两门实验课均使用教学仪器厂家的通信原理实验箱进行实验，所涉及的实验基本都是验证性实验。使用实验箱完成实验，操作步骤固定，所测实验结果是预知的，这种方式造成的结果就是使学生缺乏创新型设计，对实验的兴趣极大地降低，学生的动手积极性不容易调动，这样对提高学生的动手能力和培养他们创新意识具有很大的弊端，不利于提高学生的专业综合素质，实验效果也不佳。除此以外，由于实验箱购买费用较昂贵，因此实验箱的数量有限，往往一个班级只能分四组学生，每组8-9位同学进行实验，经常仅是2位同学在操作实验，大部分同学只是观察实验过程，并不能亲自动手体会实验。这种情况也导致了学生上实验课的积极性不高，更谈不上通过实验进行科技创新。

另外，在实验教学内容上，现代通信技术和现代通信原理课程部分实验内容的重复，也使学生缺乏对实验的兴趣。

传统的教学方式重“教”而不重“学”，实验课中教师常常以“注入式”的方式讲授，实验步骤，结果均分析清楚，这样的做法，造成的结果是学生听得多，看得多，但做得少，学生操作时完全按照教师的固定模式来做，对实验步骤机械地操作和模仿，缺少思考和分析。

2 实验教学方法改革

要提高实验教学质量需要对实验采取新的教学方法，并着重培养学生的素质和能力。对传统的实验教学方法上，也不能完全摒弃，可辅助以下方法进行实验教学：

1）将计算机应用在通信技术实验中，建立虚拟实验室，利用相应的计算机仿真软件（如利用System view，Multisim等）进行实验前期的仿真。从而使学生能够通过计算机软件仿真平台进一步的了解通信系统的电路原理，设计过程、调试过程及其分析方法。这样可极大的调动学生学习和掌握通信技术的积极性和主动性。

2）对于设计性实验，要求学生查阅资料，自行拟定方案，积极讨论可行性方案，通过软件仿真实现，再到实验室完成实验，最后写出实验报告。这样可以培养学生的创新能力及综合素质，激发学生的科学创造力。

3）让学生有更多时间独立思考问题。在做每一项实验设计前，要让学生完成实验内容的预习，写出相应的预习报告，在实验教学时提出某项设计的有关问题，比如设计电路中某一部分的功能是什么？为什么在PCM编译码电路中要选择2M的时钟信号等等诸如此类的问题。这样促进学生去进一步的掌握关于实验的知识，了解实验内容的实质，变被动为主动学习。

3 实验教学内容改革

实验教学改革的内容关键在于实验内容的改革。传统的实验教学内容侧重于基本的操作技能和基本的实验方法训练，在传统的基础上新的实验教学大纲中提高了设计性实验的比例。对学生来说，以往单纯性的验证性实验是掌握知识的基本，设计性实验是一种全新的体验。学生由被动式的接收知识转变为通过自己的思考，动手主动的获取知识，真实的体验实验过程中运用所学知识解决问题的乐趣，在学生中也渐渐地形成探索，研究的学习氛围。

由于实验课学时的有限性，在实验教学中精选了通信系统中的一些重要技术作为实验项目，比如FSK的调制解调实验，PCM编译码实验等。现代通信系统是一个包括各种通信技术的复杂的数字通信系统，实验课中通过对通信系统进行仿真，让学生进一步的理解数字通信系统的原理，同时也提高电路系统设计的能力。以FSK调制解调实验为例。FSK是数字通信调制中使用较典型的一种调制方式，其基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息0或1，即用不同频率的载波来表示数字信息。FSK的调制可用调频电路，也可用键控法实现。解调有相干解调和非相干解调。常利用键控法和相干解调来实现FSK的调制解调。键控法实现二进制频移键控信号的原理图如图1所示，相干解调法解调原理图如图2所示。

由模型仿真得到输入输出波形，通过它们的比较，可知仿真电路图设计是否正确。在此基础上进一步做系统的各模块的电路设计，使用Multisim仿真电路软件对设计的电路进行仿真，依照设计需要可以设置各器件的合理参数，观测相应波形，验证电路的正确性。确认电路方案可行性后，选择合适的元器件在面包板（或印制板）上进行电路的实物连接，最后通过示波器观测试验结果。

实践结果表明，学生对实验课程的兴趣极大地提高了，学生自主学习能力和动手能力也得到了显著提高，同时还能积极开展或参与创新性研究。

这样的教学内容安排，让学生通过实验进一步的认识系统的基本电路原理，对实验中各部分的电路过程有所掌握，同时也体验了电路仿真软件在通信中的应用。在实际的电路制作过程中，一般由2人一组完成电路板的制作调试，这样提高了学生们的积极性，锻炼了他们的动手能力，也为今后学生从事电子设计制作工作打下了良好的基础。

4 实验改革体会

通过以上教学方法和教学内容上的一系列改革举措，现代通信技术课程实验有了一定的成效。由传统的‘以教为主’教学模式转为“以学为主”教学模式，学生对现代通信技术的的知识体系有了系统的了解和掌握。透过每一项实验环节，学生既是实验的设计者，又是调试者。从他们收集查阅资料，分析问题，进行总体系统设计，仿真实现和完成实验，对实验结果进行分析，在这种创造性的工作中，激发了他们的创新欲望。例如有些学生通过系统优化设计找到合适的试验参数，以达到最佳实验效果。学生在实验中很好地将动手能力和独立思考结合起来，培养了他们的创新意识，提高了创新能力。

5 小结

实践结果表明，探讨现代通信技术的实验教学改革是很有意义的。将传统的被动式教学方式转变成现在学生的主动式学习的实验教学形式，这样不仅有利于学生提高自学能力，也有利于促进课程教学质量的提高和实验室的建设和发展。今后的实验教学中还应进一步探讨研究教学模式，完善实验课的教学内容，更多的关注学生的能力培养，不断地提高现代通信技术实验课的教学质量。

参考文献：

[1] 刘艳.通信工程专业实验教学改革初探[J].实验室研究与探索，2000（6）：24-26.

[2] 田克纯，覃远年.通信原理实验的教学内容和方法的改革与实践[J].实验技术与管理，2005（8）：99-102.

[3] 余群，舒华.现代通信技术实验改革的探索[J].甘肃科技，2007，9（23）：6-11.

单片机串行通信实验 篇9

一、实验目的

1、掌握单片机串行口工作方式的程序设计，及简易三线式通讯的方法。

2、了解实现串行通讯的硬环境、数据格式的协议、数据交换的协议。

3、学习串口通讯的中断方式的程序编写方法

二、实验说明

利用单片机串行口，实现两个实验台之间的串行通讯。其中一个实验台作为发送方，另一侧为接收方。发送方读入按键值，并发送给接收方，接收方收到数据后在LED上显示。

三、实验仪器

计算机

伟福实验箱（lab2000P）

四、实验内容与软件流程图 1、8051的RXD、TXD接线柱在POD51/96仿真板上。

2、通讯双方的RXD、TXD信号本应经过电平转换后再行交叉连接，本实验中为减少连线可将电平转换电路略去，而将双方的RXD、TXD直接交叉连接。也可以将本机的TXD接到RXD上，这样按下的键，就会在本机LED上显示出来。

3、若想与标准的RS232设备通信，就要做电平转换，输出时要将TTL电平换成RS232电平，输入时要将RS232电平换成TTL电平。可以将仿真板上的RXD、TXD信号接到实验板上的“用户串口接线”的相应RXD和TXD端，经过电平转换，通过“用户串口”接到外部的RS232设备。可以用实验仪上的逻辑分析仪采样串口通信的波形

4、软件流程图

5、实验电路连接方式

①双机串行通信方式。TXD脚和RXD脚分别用于发送和接收数据。

②单机通信的情况下，只需将自己的TXD脚与RXD脚连接就可以，不用公地操作。

五、思考题

1、接收到的数据加1显示出来；

2、保存前一个接收到的数据，数据向前推动显示。

六、源程序修改原理及其仿真结果 实验结果图 源程序：

加1显示：

接收到的数据先前推送：

七、心得体会

点对点通信实验步骤2017 篇10

1.服务器点击“监听”按钮开始监听，实现Create和Listen函数 2.客户机点击“连接”按钮进行连接，实现Connect函数 3.服务器端接受连接，并触发onAccept事件，实现函数Aeecpt 4.客户端或者服务器端点击“发送”按钮，发送文本框的数据

5.服务器端或者客户端接收数据，OnReveive事件被触发，实现函数Receive 6.客户端或者服务器端点击“断开”，执行函数close，触发另一端的onClose事件

自定义类获取对话框指针的方法

1.先在CMyDialog.cpp中声明一个全局变量CMyDialog* pDlg;2在OnInitDialog()初始化的时候，pDlg = this;3.在自定义类使用的时候，在自定义的类的Cpp中添加extern CMyDialog* pDlg;4.在自定类中使用pDlg->yourfunction(); 编程过程： 客户端：

1、创建MFC应用程序，勾选windows socket选项，如创建工程名为client，自动创建类CClientAPP和CClientDlg，并生成相应的源文件（.cpp）和头文件(.h)。APP代表应用程序。Dlg代表对话框

2、布置界面如下图所示

3、建立类向导，给文本编辑框，列表框定义变量名及类型

4、插入基于CAsyncSocket的类，如取名clientsock，确定后类视图下右键单击类并载入虚函数onReceive(),onClose()，如果是服务器端还要加载onAccept

5、程序的各个类之间建立联系，具体步骤：

5.1对话框界面与套接字建立连接。在ClientDlg.h文件中将“clientsock.h”文件包含进来，使其能够访问套接字，代码为#include” clientsocket.h”;并添加成员变量m_clientsock，代码clientsock m_clientsock;

5.2套接字与对话框界面建立联系。在套接字的源文件clientsock.cpp中，为使其能够访问对话框界面，添加对话框类头文件 #include”ClinetDlg.h”

5.3套接字类能够方便访问对话框的成员.在对话框中定义指向本身的指针，并在套接字类中引用该指针

在clientDlg.Cpp中定义个全局变量，类型为对话框指针

5.4在初始化函数中给指针赋值。将当前对话框赋值给指针变量：

5.5在套接字类中使用对话框指针。在clientsock.cpp文件中引入该全局变量extern CClientDlg * pdlg；

经过以上步骤，类之间的关系，以及对话框指针的设置完成。服务器过程与客户端是一样的，区别在于5.1创建套接字变量时应创建两个，一个用于监听，一个用于服务。

接下来是具体的编程过程

服务器端，如果工程名为server，插入的类名为sersock，且界面如下图，并按上述客户端方式已做基本设置,包括文件互相包含、创建指针机制、建立类向导，载入虚函数。如这些都完成，则开始编程

1、在类视图下，点击CServerDlg右键单击添加函数void myaccept（），void myrecv()和void myclose（）

2、双击监听按钮，实现监听：使用updatedata(),Create()和Lisen（）

3、双击发送按钮，实现发送：使用Send（）

4、当有客户端连接进来时，触发sersock下的onAccept()此函数下执行 pdlg->myaccept();在myaccept()中执行Accept（）

5、当有消息进来时，触发sersock下的onreceive()此函数下执行 pdlg->myrecv();在myrecv()中执行Receive（）

客户端

6、在类视图下，点击CClientDlg右键单击添加函数 void myrecv()和void myclose（）

7、双击连接，实现updatedata(),Create()和Connect（）

8、双击发送按钮，实现发送：使用Send（）

微机串口通信在实验仪器中的运用 篇11

关键词：单片机；串口通信；设计；实验仪器

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31498-02

The Microcomputer String Mouth Correspondence is Testing Theinstrument——Practice Discussion

ZENG Ling-qi

(Chengdu Railroad Police Station,Chengdu 610081)

Abstract:The elaboration through the miniature computer monolithicintegrated circuit string mouth and the computer string mouthcorrespondence way, realizes the computer to test the instrument thecontrol and the data acquisition method, take the concrete empiricaldatum as the example, the specify monolithic integrated circuit stringmouth correspondence design and the realization process, and make themultianalysis.

Key words:The monolithic integrated circuit;the string mouthcorrespondence;the design;tests the instrument

1 引言

由于其可编程、易扩展、成本低和体积小等优点，单片机早已被广泛应用于工业控制自动化中，越来越多的物理试验仪器中也使用了单片机进行自动控制，例如实现按键控制、数码管和液晶屏幕的显示、数据采集与模/数转换等等，这样大大方便了学生操作试验仪器。不过有些实验，如“光电效应测普郎克常量”、“夫兰克—赫兹实验”、“散热片的温度特性研究”等，需要读取大量的数据并从中找出这些数据间的相互关系，使得学生在上课时要花大量的时间去读数据，而不是进行逻辑推理和分析，如果能够用微机代替人工进行快速精准的数据采集，并通过计算机软件设计进行复杂的数据分析和处理，无疑对物理实验课是非常好的改进。

2 常用MCS-51芯片的结构与最小系统的硬件实现

以ATMEL公司的AT89S52为例进行说明，AT89S52芯片含有8K的 Flash型的内部 ROM 和 256B的内部 RAM ，对于不太复杂的开发场合，无需扩展外部 ROM，而且可在线编程，有利于进行开发调试，具体可参考读芯片的相关资料[1]。其内部结构如图1所示。

图1 单片机内部结构

图中，外部定时元件通常使用晶体振荡器；复位电路通常设计成上电复位形式或者按键复位形式，以便 CPU及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并开始工作；电源一般使用+5V。程序下载到 ROM 中运行。这样一个单片机的最小系统就实现了，可以通过其他引脚的硬件扩展，并进行软件编程就能响应外部中断、实现定时和外部脉冲计数、进行串并口I/O操作等。

图2是单片机的最小系统的硬件电路实现，其中复位采用上电复位方式，时钟电路采用外节晶体震荡器方式。另外，引脚 EA/VPP为低时访问外部ROM，为高时地址 0000H—0FFFH空间访问ROM，地址1000H-FFFFH空间访问外部ROM，因此这里应该按高，这一点往往是容易忽略的地方[2]。

图2 单片机最小硬件系统

3 串口通信的硬件实现

单片机的4个引脚多数都有第二功能，串口就是P3口的第二功能，其中，P3.0 是串口接收引脚，P3.1 是串图 2 单片机最小硬件系统口发送引脚。在一些实时性要求不太高的场合，将单片机的串口做输出扩展，与外围设备进行数据交换和控制也是一种常用的方法，但更常见在与计算机和其他单片机的通信中，而且硬件电路设计简单，易于开发。图3是单片机串口与计算机的 RS-232C 串口进行通信的一种常用电路连接方法[3]。

图3 单片机串口通信接口电路

进行串口收发时，理论上只需要把计算机串口的接收、发送引脚与单片机的接收引脚 (RXD）和发送引脚（TXD）相连接即可，就像单片机之间的串口通信一样，但是考虑到两者的信号电平标准不同，单片机中的信号使用 TTL 电平，即 >=2.4V 表示“ 1 ”， <=s.5V 表示 “0”，而 RS-232C 总线的电平标准是 -12V 表示“ 1 ”和 +12V 表示“ 0 ”。因此两者通信需要一个电平转换电路接口，图 3 中使用 MAX232 芯片实现这一功能，所接的 5 个电容均为0.1 ，具体可参看该芯片的相关资料[4]。也可以使用其它芯片实现电平转换功能，如MC1488和MC1489。

硬件电路设计好后，可以通过一些串口调试软件进行测试，查看是否能够正确的收发信息。在计算机方面有很多现成的应用程序，也可以用 VC++ 或 VB 等开发相应的软件，这里不详细讨论，接下来谈一谈单片机方面的软件开发。

4 串口通信的软件实现

8051系列单片机进行串口通信时，发送数据由 TXD 引脚送出，接收数据由 RXD 引脚输入。有两个缓冲器 SUBF，一个作发送缓冲器，一个作接收缓冲器，软件设计中可以用两种方式获知单片机发送或者接收了信息。一种是查询方式，程序反复查询发送标志和接收标志是否被硬件置位，若置位说明进行了发送和接收。用这种方式的缺点是 CPU 一直等待串口收发而不能及时响应和处理其他事件。另一种是中断方式，开启串口允许中断，每次单片机从串口收到或者发出信息，均会产生中断，转入中断服务程序进行相应的处理。

串口通信中“波特率”这个概念非常重要，所谓“波特率”也就是“比特率”，描述串口通信的速度，每秒发送或接收数据的二进制位数。在计算机与单片机通信时，双方的波特率必须相同，才能保证发送与接收的同步，进而获得完整的信息。

单片机进行串口通信时有 4 种工作方式，均与波特率的设定有关，波特率的计算也有相应的公式。另外不同的工作方式下通过串口进行异步传输的帧格式也不同。串口通信的收和发分别设置了一个中断标志住，若以中断方式进行串口通信，当发生收/发中断时，对应标志位被硬件置 1 ，可在程序中判断发生的串口通信中断是接收还是发送（因为单片机串口接收中断和发送中断只对应了一个中断向量入口地址）。中断标志位需要用户程序复0，通常在中断服务程序中执行。以上各项设置需要访问两个特殊功能寄存器 SCON（电源控制寄存器）和PCON （电源控制寄存器）[5] 。

5 实验仪器的改造

让我们看一下光电效应测普朗克常量这个实验。在图4 中，一定波长的光照射光电管的阴极K ，电子溢出向阳极A运动，在两极间加反向电压阻止电子向阳极运动，当检测到电流表读数为零时所加载的反向电压叫做截止电压队，对于不同的光照频率 ，有US=h/e(?酌-?酌0 )，其中 h为普朗克常量， e为电子电量，?酌0 为金属阴极 K 的红眼频率，只要找出 ?酌和 US 的线性关系，就可以计算 h 的大小。实验对每一种频率的光都需要改变电压采集电流值，描绘光电管图 4 光电效应原理图的伏安特性曲线，该曲线与电压轴的交点就是截止电压 U0 。

实验仪器的硬件原理框图可以参考图 5 的设计，通过按钮设置电压值，然后读取电流值，送显示屏显示并通过串口传递给计算机进一步处理。

参考文献：

[1]Atmel.DATA HANDBOOK AT89552- based 8—bit Microcontroller with 8K Bytes In-System Programmable Flash,2001.

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