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摘 要

时隙功率精确测量是利用STM8单片机的优势，对时隙功率精确测量进行设计。在硬件方面，是以其性能要求为背景，按照体积小、质量轻和性价比高为原则，来设计一整套进行信号调理和数据处理的电路进行测量。在软件方面，采用模块化设计机构，完成测量的总体设计和核心功能模块设计，实现程序控制。

本文设计的时隙功率精确测量不仅能对信号快速变化的功率进行采样，获得时隙功率，还增加稳定性，简化了获得时隙功率的过程。

关键词：时隙功率；STM8单片机；信号和数据处理；模块设计

The Power Accurately Measure Time Slot Based on STM8 Micro-controller

abstract

Slot power accurate measurement using STM8 microcontroller advantages, designed to accurately measure the slot power. In terms of hardware, the requirements for the performance of its background, according to the small size, light weight and cost-effective principle, to design a set of signal conditioning and data processing circuit measurements. In terms of software, modular design agencies, completed the overall design and core modules designed to measure and achieve process control.

This design can not only accurately measure the slot power signals rapidly changing power sampling, access to the slot power, but also increase stability, simplifying the process of obtaining the slot power.

Key words: Time slot power; STM8 micro-controller；Signal and data processing；Module design

目 录

摘 要 2

第一章 引 言 5

1.1 课题背景和意义 5

1.2 相关技术概述 5

1.2.1 FPGA技术概述 5

1.2.2 SOPC技术概述 5

1.2.3 STM8单片机 6

1.3 数字GSM时隙信号的利用 6

1.4 本文的主要研究内容及安排 7

第二章 时隙功率精确测量硬件设计 8

2.1 硬件总体框架设计 8

2.2 信号调理模块设计 8

2.3 数据采集电路设计 9

2.4 电源模块设计 10

第三章 时隙功率精确测量软件设计 12

3.1 设计原则 12

3.2 设计思路 13

3.3 主程序设计 15

3.4 核心功能模块设计 16

3.4.1 数据采集模块设计 16

3.4.2 数字滤波模块设计 17

3.4.3 数据处理模块设计 18

3.4.4 数据显示模块设计 19

第四章 时隙功率精确测量运行与测试 20

4.1 测试环境搭建 20

4.2 测试设计 20

4.2.1 硬件测试设计 20

4.2.2 软件测试设计 20

4.3 测试结果分析 21

4.3.1 硬件测试结果分析 21

4.3.2 软件测试结果分析 23

第五章 结 论 24

致 谢 25

参考文献（References） 26

第一章 引 言

1.1 课题背景和意义

时隙是数据链中时间划分的基本单位。但由于TDMA的数据链是没有中心节点的，所以要给每个终端设备预先分配好时隙。分配的时隙在帧中的具体位置如何分配，以及位置分配和帧长对业务时延的影响如何等方面已有相关报道。但是关于时隙功率的精确测量的研究却是十分缺乏，成为时隙功率研究中的薄弱点。鉴于此，本文以时隙功率精确测量为研究对象，结合FPGA技术和SOPC技术，利用STM8单片机的优势，对时隙功率精确测量进行设计。本文设计的时隙功率精确测量不仅能够对信号快速变化的功率进行采样，获得时隙功率，维持了系统的低成本，还简化了获得时隙功率的过程。

本文的研究具有重要的理论与实践指导意义。

在理论方面，目前关于时隙功率精确测量还未见报道，本文结合STM8单片机、FPGA技术和SOPC技术，对时隙功率精确测量进行设计，拓宽了时隙功率精确测量的研究领域，可以为后期学者的相关研究提供理论依据。

在实践方面，目前关于时隙功率精确测量方面还存在成本高、过程复杂等问题，本文设计时隙功率精确测量，大大降低了时隙功率测量难度，降低了成本，可以为时隙功率精确测量提供实践指导。

1.2 相关技术概述

1.2.1 FPGA技术概述

FPGA——可编程使用的信号处理器件，包括可配置逻辑模块、输出输入模块和内部连线三个部分，能够满足用户对配置信息的改变和对其功能进行定义的设计需求。FPGA的可编程能力强、集成度高、系统运行速度快、器件可靠性高等优点，是传统数字电路系统所不能相比的，根据系统的逻辑功能来配置器件内部的输入/输出端口，FPGA器件将电路板集成到了芯片当中，相对原来的电路板级的设计，对器件的性能提高了不少，简化了电路板的设计程序，有效提高了设计的灵活性和效率。FPGA的集成度高，通用性强，适用范围广，用户可按设计需求编程，可自由灵活选择，受限制度低，同时FPGA还与EDA软件兼容，使得器件的支持功能得到了更强大的支持。

FPGA的核心是可编程技术，如在FPGA中应用最为广泛的，是SRAM编程技术，SRAM编程技术采用单元结构设计，可以对信号的传输路径进行编程，作为互连通道等可编程结构的控制端的交叉开关和多路开关，配置片内独立的逻辑功能模块，还用来实现FPGA逻辑功能的查找表的存储单元。

FPGA器件在实现不同逻辑编程时，结构性能都会变化，未来FPGA技术会向高集成度、高性能的方向发展，随着半导体材料制造工艺的不断发展，一直推动着FPGA器件技术的创新，片上集成资源也越来越丰富，用新制作工艺FPGA静态的漏电流不断减小，器件电路的低功耗成为设计发展目标。

1.2.2 SOPC技术概述

SOPC是一种特殊的嵌入式系统，是SOC和可编程逻辑的结合，也可以认为SOPC是基于FPGA解决方案的SOC。SOPC将系统需要的功能包括存储器、处理器、LVDS、I/O口等模块集成到一个PLD器件上，构成一个可编程的片上系统。SOPC技术的设计理念，就是相对于流行的其他集成系统，能够提供成本最低的解决方案。SOPC是一种灵活、高效的SOC解决方案。SOPC技术可实现单一的片上可编程系统，使电路在设计中遇到的规模、功耗、性能、体积等问题实现最优化的设计，大大缩短了系统开发的时间。

片上系统（SOC）是一种系统级芯片，也成为片上系统，这种系统包含了嵌入式软件的全部内容，SOC的技术主要是先确定系统的功能，然后到软件系统和硬件系统的划分，完成整个系统设计的过程，SOC主要技术内容有信息产品核心芯片、可编程系统芯片、制造工艺等方面技术的开发与应用；SOC技术面向着aa应用、技术资金密集、不可垄断且高度分散的产业，应用需求也变得越来越多样化，SOC技术的更新周期随着嵌入式系统的发展也越来越频繁。SOC设计方法是以复用或功能组装为基础，SOC技术设计是把每个子系统的IP核组装为一个大的片上系统。

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