【2017年整理】《光纤通信》实验指导书.doc

北方民族大学 Beifang University of Nationalities 《 北方民族大学电气信息工程学院 二0一五年八月 目　录 实验一 　中央处理控制器单元综合设计实验……………………………………2 实验二 　码型变换综合设计实验…………………………………………………4 实验三 　光纤发收系统综合设计实验……………………………………………6 实验四 　PCM编码光传输系统综合设计实验……………………………………11  实验一 CPU中央处理控制单元系统综合设计实验 （综合设计性实验） 一、实验目的 1.了解单片机在光纤通信系统中的应用。 2.了解该单元电路对整个光纤实验系统的管理与控制过程。 3.熟悉本系统中进行各种信号传输实验的电路连接与键盘操作方法。 二、实验仪器与器材 1、光纤通信实验箱一个 2、20MHz示波器一台 3、万用表一台 三、实验基本原理及电路 中央处理控制器单元电路方框图如图6-1所示，它由AT89C51单片机，显示接口电路、数字接口电路，模拟接口电路与键盘电路等五个部分组成。该控制单元是综合实验系统中的中心控制部分，它控制着其他各部分实验电路的工作，采用MCS-51单片机技术对全系统实验集中管理与控制，学生上机作某项实验或综合实验时，通过键进行操作，可选择各种方式的实验，通过发光管指示，可了解实验系统的工作状态。 从实验系统的输入键盘可看出，共有12个功能键，其中“脉冲波”、“方波”、“CMI”、“PN”、“数字电话”、“PCM” 键为数字信号功能键。在做数字信号光传输实验时，用此6个功能，若再做数字信号与模拟信号的光传输实验时，则再加上“三角波”、“正弦波”、“外输入”、“模拟电话”4个模拟信号功能键。具体操作为：若做数字电话光传输实验时，则按一下“数字电话”键后，再按下“确认”键，这时，CPU接通与数字电话有关的数字电路、光发系统与光收系统等单元电路。实验结束后，再按一下“复位”键，使系统复位重新启动。 四、实验内容及步骤 内容： 1. 熟悉CPU单元电路模块工作过程。 2. 熟悉CPU单元电路对实验系统的管理与控制。 3. 熟悉键盘的功能键和操作方法。 4. 测量并分析TP101、TP102、TP103、TP104、TP105、TP107、TP109、TP110 各测量点波形及数据。 步骤： 1.接好电源，打开交流电源，打开开关K1、K2，发光管D5-D14循环发亮，使电路开始工作。按下复位键使系统复位，便于程序重新开始工作。 2.用示波器测量AT89C51单片机的工作状态。GND为接地点，测量各点波形时示波器应接地，示波器探头的地线与GND要保持接触良好。 TP1：TP1为晶振输出端即AT89C51单片机的18引脚，f=12MHz。 若有波形，则AT89C51单片机工作正常。 若没有波形，则AT89C51单片机工作不正常。 TP2：TP2为晶振输出端即AT89C51单片机的ALE信号，即30引脚。 若有波形，则AT89C51单片机与接口电路工作正常。 若没有波形，则AT89C51单片机与接口电路工作不正常。 各测量点波形如下 TP101：2.048MHz的方波信号，作为PCM编译码电路的主时钟信号。 TP102：1.024MHz的方波信号 TP103：128KHz的窄脉冲信号 TP104：8KHz的窄脉冲信号，作为PCM编译码电路的帧同步信号和脉冲波产生电路的波形。 TP105：2KHz或1KHz的方波信号，作为正弦波产生电路的输入信号。 TP107：8KHz或4KHz的方波信号，作为三角波产生电路的输入信号。 TP109：64KHz的方波信号。 TP110：伪随机码产生电路输出波形，码型为000011101100101。 3.用示波器测出测量点TP1、TP2的波形，并对测量点的波形加以分析。 4.用万用表测量直流电压值，其测量点为TP3、TP4、TP5、TP6,并做记录。 5.关掉K1、K2开关，关闭交流电源，拔下交流电源插头。 五、实验要求 （1）分析CPU中央处理控制器单元方框图的工作原理，叙述其工作过程。 （2）根据实验测试记录，写出分析的结果与实测的是否一致，画出各测量点正常工作时的波形。 （3）依据实验结果分析存在的偏差或误差。 六、实验思考题 试一试能否写出该实验系统的软件程序流程图？ 实验二 码型变换综合设计实验 （综合设计性实验） 一、实验目的 l.了解光纤通信采用的线路码型 2.掌握CMI码