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控制器是铁路公寓电脑叫班系统的核心组成部分。目前,国内所使用的控制器均为模拟系统。本文所讨论的数字式控制器的核心部分是数字系统,它采用数字信号处理理论及混合信号微控制器,实现了控制器的数字化,是一个完全技术创新的产品。
本文主要从数字控制器的硬件结构、软件结构、所使用的新技术几个方面分别对控制器的设计进行了阐述。
第一章介绍控制器的功能,以及数字系统相对于模拟系统的优点。第二章和第三章分别从硬件设计和软件设计方面探讨控制器的构成及实现。
本文重点从三个方面讨论了实现控制器的数字化技术。首先,在信号的调制解调模块,主要讨论了混合信号的滤波算法——基于信号幅度特征的时域滤波算法以及控制信号的调制解调技术。基于信号幅度特征的时域滤波算法是一种适合于微控制器的、能从数模混合信号中提取数字信号的时域滤波算法。其次,在系统的控制模块中,主要讨论了软件实现模拟信号的数字化音量控制、模拟信号的多通道数字化切换和A/D的动态取样频率的实现技术。最后,研究了在控制器上实现IAP功能的技术及实现方法。通过对C8051FXXX微控制器的FIASH程序存储器的结构和功能的分析,采用中断入口地址的重定位技术,通过UART串口实现了IAP。
在论文的附录中给出了IAP功能中主机和端机之间的通信握手协议、软件实现UART的相关源代码、软件实现模拟信号的数字化音量控制的源代码以及数字式控制器的整体结构。