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/ a O% f( N8 C: T摘要:针对目前语音实验室存在的种种不适应外语教学现状的不足之处,开发了基于单片机控制系统的无线双向外语教学.+ Q% k& Z" ~2 R5 k1 m
机,该系统结合有线和无线语音室的优点,实现了外语听,说教学中基本的双向交流。
! J, H& o+ G+ e" |! e% Q6 V关键词:单片机;多机通信;无线双向交流. z: Z; G2 W* a
单片机控制技术发展日益成熟。单片机系统已经应用到了现
+ K) x9 C, b/ ~5 [1 ~, c代化生产生活的很多方面。在教育现代化的领域也出现了单片机
: h5 {& T0 S o- X' v, R( J系统的身影。该系统就是把单片机系统引人到了外语教学中。
9 D" F. r/ n" s9 | D3 ]) l4 z语言实验室是现代外语教学的重要辅助手段,它直接关系& Y4 ^2 p8 ^& U! S% b
到外语听、说教学的质量与效率。目前国内的双向语言实验室* \# J- i8 ^- F
多是采用有线传输信息，,其学生座位少,价格高,并需要专门的场
' e& F9 q3 v8 Y& l; V. s" M# m地,不能解决大班的听力授课问题。近年来,院校的扩招使学生7 c1 z7 |. r% u2 S
人数多与外语教师和语言实验室紧缺的矛盾更为突出，直接影
1 |' I9 K8 Y+ \. S! d响了外语教学质量。而现在市场上出现的无线语言实验室均为' m9 f+ i/ W- X% ?* `% x
单向传输的，所以设计并实现无线双向语言教学系统是十分必! Q9 K. y; \: S' I1 g, l- d; v
要的。本文介绍的系统由教师主控机和学生机两部分组成，采用
* T' ?5 \) N6 c0 j/ ~8 W! h7 `! }- e了窄带无线调频发射、接收技术进行音频和数据的双向传输。
8 J% v" f7 S& M5 U系统的核心采用单片机控制技术，运用单片机多机通信技术实& J, }" ^/ C1 R/ Q+ c
现了主从机的数据通信，采用多信道无线通信方式，信道的切换' L5 q8 d( ^: h; X F( S3 |2 d) z
由锁相环实现。该系统具备了有线语言实验室的基本功能,并能
; n! ^+ b& ]+ E够实现无线语言实验室的双向交流。其结构紧凑，成本低廉,由
* l/ A; {: k1 y电池供电便于携带,并不需要占用专门的教室。
$ l4 ?1 [ Y6 i, M1系统设计的关键技术) F* j6 M8 |9 o+ D( m
1.1调制和解调技术/ V7 G9 i" k2 b* ]- u
调制过程就是将信号频谱搬移到任何所需要的较高频率范
5 @) s7 E' l2 ?- P围,使之容易以电磁波的形式辐射出去。接收机从高频已调波中5 |! F" i" J4 e1 R8 v! N' E
取出调制信号的过程称为解调。按照信号变化的高频振荡参数3 p% u. ^5 s' G3 T+ [: H# [0 T
的不同,调制方式可分为振幅调制频率调制和相位调制。为了
) j& o! X, Q3 |9 E4 x+ d1 y降低成本提高抗干扰能力，实现多信道信息传输，本系统采用了3 G6 C R( p) E% K$ ?
窄带频率调制,即载波频率随调制信号幅度变化的调制方式，简
5 B/ i# i, F3 S* @' x( i& U称调频(FM)。" z: D; f# N+ y- M
1.2 锁相技术
6 ~) J8 `2 `. a( V- s锁相技术的应用电路称为锁相环路，简称PLL m5 ^2 w' x v0 w* l$ T
(Phase- _Locked Loop)。在通信系统中,锁相环用于产生稳定的载
8 o! {; `# x" l; v/ ?- }+ l) H+ @6 {, Y# G$ @
波、调频信号获本振信号。它能够实现对输人信号地进行频率跟
8 q: m& |! @7 z% B* |9 O! z踪。它由鉴相器、压控振荡器和环路滤波器三部分组成。压控振9 }7 M7 B7 r4 x( t6 \. ?4 @* `
荡器(VCO)信号和基准信号经鉴相器检测出两者之间的瞬时相.
' `/ L) i9 g! H) u$ }位差,并产生相应的误差电压。误差电压作为VC0的控制电压,' p2 M! _4 v9 k: i
不断调整VC0的振荡频率,最后使VC0的振荡频率稳定的等
; v- [ w, B: p于基准信号的频率。环路是否锁定完全取决于两者的频率是否
- {/ [" @" [& y. Z, x3 Y相等,因此可以说锁相环是- -种无误差的频率自动跟踪系统。. I, T) D( c7 {( p; Z
1.3单片机多机通信技术2 P/ y0 u2 J# |
为了使控制灵活和充分利用单片机的资源，本系统采用了6 a1 k, D- n$ b* S7 C* L: S; C$ R: J
单片机的多机通信技术，信息传输媒介为无线电磁波。利用单片
. i0 @1 [" l! n; U% V' R8 ?机串行口方式3及串行口控制寄存器SCON中的SM2和RB8- r) z5 L8 g* ~1 `9 z
的配合可完成主从式多机通信。串行口以方式3接收时，若SM28 M6 W: W) `' t- X7 i
为1,则仅当从机接收到的第9位数据(RB8)为1时，数据才装入 B5 @$ m! u+ d- j/ W8 U
接收缓冲器SBUF,并置RI为1向CPU申请中断;如果接收到& m) T. L2 w. ^, g; |
的第9位数据为0，则不置位中断RL,信息将丢失。而SM2为0 V& b1 ]$ z1 w, C7 I
时则接收到一个数据字节后,不管第9位数据是1还是0都产% {! x A6 S/ } ^; ]* C8 c
生中断标志RL,接收到的数据装人SBUF。应用这个特点便可实
' K \9 X) n7 ?/ g( y, b: `+ U现系统的多机通信。$ j* T' j4 Z3 H _4 Q i
2系统的硬件设计
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. p$ _$ H$ U5 `- M) s! ]附件下载：
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发表于 2020-4-28 09:53
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