引言
　　DBPL（Differential BiPhase Level）編碼是一種超越傳統(tǒng)數(shù)字傳輸極限的編碼方式［1］。DBPL編碼被廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)、工程測(cè)井儀器和鐵路應(yīng)答器等工程應(yīng)用中。在鐵路應(yīng)答器中，通過(guò)DBPL編碼傳輸信號(hào)給列車車載處理器，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的控制。
　　本文設(shè)計(jì)了一種基于AT89LV51單片機(jī)控制的DBPL編碼信號(hào)的信號(hào)源系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生DBPL編碼信號(hào)；同時(shí)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的電源管理模塊，保證系統(tǒng)的正常供電。
　　1　信號(hào)源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
　　該信號(hào)源由時(shí)鐘復(fù)位模塊、DBPL信號(hào)產(chǎn)生電路、DCDC轉(zhuǎn)換電路、充電管理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成。單片機(jī)AT89LV51控制編碼模塊產(chǎn)生DBPL信號(hào)；充電管理電路對(duì)系統(tǒng)所用電池進(jìn)行充電管理，保證電池的充分充電；DCDC轉(zhuǎn)換電路為單片機(jī)以及編碼邏輯產(chǎn)生穩(wěn)定電壓的供電；A/D轉(zhuǎn)換電路采集電池電量信息，并告知單片機(jī)處理。信號(hào)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。
　　
　　圖1　信號(hào)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖
　　1.1　DBPL信號(hào)產(chǎn)生電路
　　本設(shè)計(jì)中，DBPL信號(hào)［2］由作為能量載波的正弦波與脈沖編碼信號(hào)合成。脈沖編碼信號(hào)采用DBPL編碼，平均傳輸速率為564.48 kb/s；能量載波為正弦波，信號(hào)頻率為8.82 kHz。該模塊的輸入為8位待編碼的并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)，與AT89LV51單片機(jī)的P1.0~P1.7相接，由單片機(jī)控制提供輸入。DBPL信號(hào)產(chǎn)生電路原理圖如圖2所示。
　　
　　圖2　DBPL信號(hào)產(chǎn)生電路原理圖
　　其中，并行轉(zhuǎn)串行電路采用一片8位并串轉(zhuǎn)換移位寄存器74166和一片計(jì)數(shù)器74163，計(jì)數(shù)器74163采用模8計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿8個(gè)數(shù)時(shí)，清零計(jì)數(shù)器，重新開始計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)期間，8位并行數(shù)據(jù)按照時(shí)鐘節(jié)拍輸出。2分頻及64分頻采用計(jì)數(shù)器74163實(shí)現(xiàn)。微分電路采用D觸發(fā)器及門電路實(shí)現(xiàn)。并串轉(zhuǎn)換輸出Q1經(jīng)過(guò)非門與微分電路取得的上升沿Q2相與，得出Q3，經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)2分頻輸出Q4，最后Q0與Q4異或求得編碼輸出。輸出8.82 kHz的方波和564.48 kHz的脈沖波，再分別進(jìn)行濾波、放大調(diào)理，然后合成為最終所要得到的DBPL信號(hào)。