一种码元同步时钟信号的提取方法及单片机实现

张锁良，宋铁锐，张庆顺

(河北大学 电子信息工程学院，河北 保定 071002)

一种码元同步时钟信号的提取方法及单片机实现

张锁良，宋铁锐，张庆顺

(河北大学 电子信息工程学院，河北 保定 071002)

提出了一种数字通信中码元同步时钟信号的开环提取方法.根据此方法设计了码元同步时钟信号提取电路原理框图，本方法比通常用的闭环提取法具有同步快、实现简单等特点.给出了码元同步时钟信号的提取原理，并用单片机予以实现，同时给出了软件程序的流程图.

码元同步；单片机；数字通信；锁相环

码元同步又称为时钟同步或时钟恢复，是数字通信中重要的一环[1-3].在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元准确的起止时刻,这就需要在接收端有与信息码元定时脉冲序列一致的码元同步信号，用来确定每个码元的抽样判决时刻[4].这样才能保证数字信息的正确传输，所以码元同步在数字通信系统中是非常重要的.

本文给出一个码元同步信号提取方法，此方法可较快速提取码元同步时钟信号，并给出了用单片机实现此方法的原理框图和软件程序设计.

1 码元同步时钟信号的提取原理

图1 基带信号及码元同步信号

由以上的原理可知，此码元同步信号提取，是根据数字基带信号的上下跳沿为基准，再进行延时半个码元或一个码元宽的时间后输出脉冲信号实现的.本方法提取的码元同步信号脉冲，均是在每一个码元的中部，若有其他位置的同步要求只须进行移相即可.

2 码元同步信号提取的实现

图2 码元同步信号提取原理Fig.2 Symbol synchronization signal extraction diagram

3 单片机的软件流程设计

图3 主程序流程Fig.3 Flow chart of main program

码元同步信号提取中的单片机的程序可由4个流程图来描述.第1个是主程序流程图如图3所示.主程序主要完成将单片机进行初始化，包括将单片机提取码元同步信号的输出端P1.0清零即输出低电平，设定时计数器T0工作方式为模式1(用定时计数器T0作为延时定时器)，开启外部/INT0和/IMT1中断，并设为下跳沿触发方式[6].开定时计数器T0溢出中断，并给定时计数器T0的低8位TL0和高8位TH0置延时间为T的初始值，启动定时计数器T0.随后进入一个循环等待中断请求的到来.

图4 3个中断服务程序流程

4 结束语

本文给出的码元同步信号的提取方法，电路比较简单，硬件资源少,码元同步比用锁相环路法较快[5],只要有基带信号的跳变沿出现就能得到较好的同步信号.即使当输入的基带信号中断也一直有同步信号输出，一但输入信号恢复立刻就可得到较准确的码元同步信号.

本码元同步信号提取方法已用STC89C52RC单片机[6]和集成电路74LS04[7]进行了实现.通过实验表明，此电路当输入的基带信号中断时，在一定的时间范围内，还是可以输出较准确的码元同步信号.精度取决于单片机的晶振频率和精度，当频率越高时码元同步信号的位置越精确.此外，可通过修改STC89C52RC单片机[6]的程序，来达到不同码元速率的要求.码元的速度受单片机晶体频率的限制.

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AmethodoftimingsynchronizationextractionandrealizationwithMCU

ZHANGSuoliang，SONGTierui，ZHANGQingshun

(College of Electronic and Informational Engineering, Hebei University, Baoding 071002, China)

The open-loop extraction method for symbol synchronization clock signal in digital communication was present. Based on this method,synchronization clock signal extraction circuit diagram was designed. Compared with the closed-loop extraction method that commonly used, this method had the characteristics of quick synchronization, simple realization and so on. The principle of symbol synchronization clock signal was given, and it was realized by STC MCU, software program flow charts were given too.

timing synchronization;micro control unit;digital communications;phase-locked loop

10.3969/j.issn.1000-1565.2013.04.015

2013-01-28

河北省自然科学基金资助项目(F2011201045);保定市科学技术研究与发展指导计划项目(12ZG017)

张锁良(1966-)，男，河北藁城人，河北大学副教授，主要从事高速数据传输技术方向研究.

E-mail:zhangsl@hbu.edu.cn

TN911

A

1000-1565(2013)04-0420-04

(责任编辑孟素兰)