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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.8 y s' A# ]# c5 e; v; w( H
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。0 m/ N' U1 J) Q0 L5 H. O+ }
关键词:单片机;多机通信;无线双向交流3 j( v$ T$ v% C% i
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5 w$ A0 C+ P9 ]& }3 |& z5 Q4 Y
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
. \0 Q* F$ D9 F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。/ {6 }0 k9 C2 `
语言实验室是现代外语教学的重要辅助手段,它直接关系* V- S/ i1 i$ a' P9 K
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6 }/ t8 P: U% m8 ^
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; A5 [1 V$ `4 G+ T% R
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' w0 p1 D6 l [* x$ G* f- C
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 H- _1 w0 J& k0 C+ j% f+ f1 }
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$ }/ L' f/ s" F2 e) e9 u
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
( r5 { V+ i. O2 b" N3 H: g1 e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
d2 G; V0 t0 ?7 l1 C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。6 V4 }% o2 H% C2 S" Q7 o* m
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/ W! s/ p4 [1 B9 z1 c9 v+ o! L& Q
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- N6 V1 U k2 d& f- V
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; z3 w I n: {% @% V5 m+ U Z
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
: U0 A x) T! T4 u5 a5 W7 i电池供电便于携带,并不需要占用专门的教室。
. H* R/ @$ h, K8 J& w- B1系统设计的关键技术/ l* n* R8 k( W0 \
1.1调制和解调技术/ [+ N, M3 s% N$ a. R
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
+ e" B. K: W3 G' y& N: t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
/ v4 c8 D- o1 i. j; C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
, s0 G3 i% }0 u- J0 G% ^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
+ g# Y' G! n# @; B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9 }. C# a r' e* }( O* Z- l* G
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& t& ^& ^3 P6 ?6 W7 ~
称调频(FM)。 H6 I( V5 R! G
1.2 锁相技术( s- \, A4 Z6 X) F" I+ }' H- Z; P
锁相技术的应用电路称为锁相环路，简称PLL) s, ^( G+ \" Q3 D3 [: S# R
(Phase- _Locked Loop)。在通信系统中,锁相环用于产生稳定的载$ q! @9 n! C2 w5 Y$ E' z
6 ?8 |) G, }# e
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' ^' k2 q \5 } Q
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
' c2 [0 a; `; b$ i* n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.
6 z9 ~( I; e ]/ h) l) ~8 _% Y# |位差,并产生相应的误差电压。误差电压作为VC0的控制电压,
$ w. @% k r3 \3 B9 ?不断调整VC0的振荡频率,最后使VC0的振荡频率稳定的等6 {8 b# N7 s1 W t( f( o7 g
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
0 d6 f7 W# ]. l: V6 {相等,因此可以说锁相环是- -种无误差的频率自动跟踪系统。' E! }1 J& q0 q6 G; Z1 |
1.3单片机多机通信技术7 @- |) w1 g6 d) ]8 E7 x
为了使控制灵活和充分利用单片机的资源，本系统采用了
* v" g! G7 Z4 E* N$ L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+ `0 j" H6 x5 d8 M, h4 U( y
机串行口方式3及串行口控制寄存器SCON中的SM2和RB8
( R2 ?) w! {& x8 _) a1 w* D的配合可完成主从式多机通信。串行口以方式3接收时，若SM2' E& {$ Z- ?/ ]$ ]: ^
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
# a4 B, \- D3 F接收缓冲器SBUF,并置RI为1向CPU申请中断;如果接收到9 J5 g/ ^- U) ?
的第9位数据为0，则不置位中断RL,信息将丢失。而SM2为0, v5 R% p, Q, O( o
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
2 O! r) q5 G M. I生中断标志RL,接收到的数据装人SBUF。应用这个特点便可实' l1 \$ O! K! a, V; S' k
现系统的多机通信。
) x+ B% J5 I! W0 A- w7 ?2系统的硬件设计
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9 k6 J+ |/ H9 T5 W4 N附件下载：9 |9 V$ O5 L1 ~( D7 h1 M# z. n; ~
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发表于 2020-4-28 09:53
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