C8051F020单片机开关阵列分布控制系统设计(2)
6.2上位机与单片机的连接 17
6.3电路图 18
7系统软件设计 19
7.1总体思路 19
7.2 UART初始化 19
7.3数据接收 19
7.4信号输出 20
7.5 程序设计 20
8实验调试与仿真 32
结论 33
致 谢 34
参考文献 35
1绪论
1.1课题背景
当今已经进入了信息时代，每个人的日常生活几乎都离不开信息，而信息的传输是通过通信设备。各种通信设备现如今已经渗入了生活的方方面面，手机，笔记本，PAD，手持电视等随处可见。而天线作为无线通讯的一个重要部件也在蓬勃发展。
为适应现代通信设备的需求，天线的研发主要朝几个方面进行，即减小尺寸、宽带和多波段工作、智能方向图控制。随着电子设备集成度的提高，通信设备的体积也越来越小，这时天线对于整个设备就显的过大，这就需要天线减小自身尺寸。然而，在不明显影响天线的增益和效率的同时减小天线的尺寸却是一项艰巨的工作。电子设备集成度提高，经常需要一个天线在较宽的频率范围内来支持两个或更多的无线服务，宽带和多波段天线能满足这样的需要。
手提电话越来越小，收发机已经集成到一个芯片中，小尺寸天线已经必不可少。在天线的尺寸、带宽和效率之间有一个基本的联系，天线尺寸变小，工作频段和效率就会降低；其次，增益是和天线的尺寸紧密相关的，也就是小尺寸的天线相对于大尺寸的来说提供的增益也小。所以，天线设计师就必须权衡天线的尺寸和性能，使两者的关系达到最优。许多类型的高频率小尺寸、紧凑型天线都适用于小型终端设备。
除了移动终端设备需要小尺寸天线外，固定无线系统也同样需要这样的天线。许多地区为了社区美观对天线塔和天线都有严格的限制，小尺寸天线正好可以适应这样的要求。另外，小尺寸天线的风力载荷也较小，这意着天线的支撑结构也可以做的较小，这样不但安装费用得到降低，也增强了天线在恶劣环境中的耐用性。
1.2阵列天线
未来的无线通信系统将更广泛地使用阵列天线，智能天线也是阵列天线的一种，它是智能无线电和天线的结合。几十年来阵列天线在军事中得到来广泛的应用并逐渐用于民用。阵列天线就是用多个天线单元来提高包括高增益在内的天线性能。由于军舰和军用飞机上面的空间有限，这就需要阵列天线来在较宽频带内支持通信、雷达、情报交换和导航。对于民用的交通工具也需要这样的天线来支持通信、导航和娱乐服务，但是设计这些宽频带多功能的阵列天线却并不简单。宽频带的天线单元是阵列天线的构成基础，并且这些单元要合理布局以使天线的主波束能在带宽范围内的每个频率上都能进行宽角度扫描。如果单元间距过大，在调制天线主波束的时候就会出现较大的副瓣，同时这个间距也要保证天线单元在最低的工作频率上正常工作。临近单元之间的电磁干扰会破坏单元的方向图，从而影响整个阵列天线的方向图，在设计阵列天线的时候必须考虑互耦和频率之间相关影响。
阵列天线可以与空间或空－时自适应处理的信号处理技术结合起来，从而能够动态控制天线的方向图来优化接收信号。对于空－时处理，可以结合信道均等来控制方向图以抑制宽带信号在多路通道传输时出现的信号间的干扰。另一个比较先进的利用阵列天线的技术是空－时编码。在发射和接收设备使用阵列天线，空－时编码的通信系统能有效的利用多信道来支持以超过单一信道香农限制所预计的传输速率进行数据传输的通信。