一種基於ARMCortex-M3的LAS信號控制單元的製作方法
2023-05-02 19:26:51 2
一種基於ARM Cortex-M3的LAS信號控制單元的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基於ARM?Cortex-M3的LAS信號控制單元，控制單元電路包括ARM?Cortex-M3、平衡-非平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯主機接口、非平衡-平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯MMI接口、第一開關選擇電路，第二開關選擇電路和電源電路；採用ARMCortex-M3單片機的AD功能及PWM功能，對音頻信號進行AD採集、PWM還原；檢測音頻信號中是否包含820Hz(±10Hz)的LAS音，當檢測到含有LAS音時，將其抑制或最大衰減；當檢測到語音信號中不包含LAS音時，向MMI發送報文，通過MMI向司機發出提示，有益效果是：調車過程中，自動檢測LAS音，提示調車司機通話鏈路保持完好，無需司機進行其他操作；只針對Fo=820Hz，Df=20Hz的LAS音進行處理，不影響通話質量。
【專利說明】—種基於ARM Cortex-M3的LAS信號控制單元
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通信【技術領域】，特別涉及基於ARM Cortex-M3的LAS信號控制單元，用於對音頻信號進行採樣、還原，在確保音頻信號儘量完整的前提下，檢測特定頻率(820Hz ±20Hz)信號。
【背景技術】
[0002]目前，在鐵路調車系統中，為保證調車司機安全進行調車作業，需要調車員用手持設備對其進行作業指導，調車員要與調車司機時刻保持通話，以確保調車司機調車安全，調車司機則以是否進行通話來判斷與調車員之間的通話鏈路是否保持良好，當調車司機聽不到調車員講話時，調車司機無法判斷通話是否正常。
[0003]UIC (歐洲鐵路聯盟)在 FRS (Function Requirement Specification)和 SRS(System Requirement Specification)中提出 Cab Radio 設備應該具備 Shunting Mode(調車模式)，其中LAS (鏈路確認信號)就是用來提示調車司機與調車員的通話鏈路完好，要實現上述要求，必須有相應的設備，而目前國內調車系統中尚未有廠家生產此類檢測該信號的裝置，在文獻中也未見相關技術報導。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的就是為克服現有技術的不足，針對鐵路調車系統操作需要，提供一種基於ARM Cortex-M3的LAS信號控制單元的設計方案，基於ARM Cortex_M3系列單片機構成LAS控制單元的最小系統，以求通過本實用新型實現對LAS音的檢測，與Cab Radio的顯示終端建立連接，並通過顯示終端對LAS音進行提示，使調車司機可以通過操作顯示終端取消檢測LAS功能和屏蔽LAS提示音。
[0005]本實用新型是通過這樣的技術方案實現的:一種基於ARM Cortex-M3的LAS信號控制單元，其特徵在於，控制單元電路包括ARM Cortex-M3、平衡-非平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯主機接口、非平衡-平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯麗I接口、第一開關選擇電路，第二開關選擇電路和電源電路；
[0006]ARM Cortex_M3通過AD埠與平衡-非平衡轉換電路輸出端連接，通過DA埠與非平衡-平衡轉換電路連接，通過10埠分別與第一繼電器、第二繼電器 端連接，
[0007]平衡-非平衡轉換電路的輸入端與14芯主機接口連接；14芯主機接口用於連接Cab Radio ；
[0008]非平衡-平衡轉換電路的輸出端與14芯麗I接口連接；14芯麗I接口用於連接顯示終端(麗I)；
[0009]第一開關選擇電路包括第一繼電器,第一繼電器的線圈端由ARM Cortex_M3的一個10端控制，常開端連接ARM Cortex-M3的TXD端，常閉端連接14芯主機接口 TXD端，公共端連接14芯麗I接口的TXD端；第二開關選擇電路包括第二繼電器，第二繼電器的線圈端由ARM Cortex-M3的一個10端控制，常開端連接平衡-非平衡轉換電路的輸入端,常閉端連接MMI音頻輸入端，公共端連接14芯主機接口的音頻輸出端；
[0010]平衡-非平衡轉換電路包含轉換電路和放大電路；
[0011]非平衡-平衡轉換電路包含轉換電路、放大電路以及濾波電路；
[0012]電源電路為整機供電。
[0013]LAS控制單元安裝在Cab Radio和顯示終端(MMI)之間，連接方式採用14芯電纜，基於ARM Cortex-M3單片機構成LAS信號控制單元的最小系統，利用單片機的AD/DA功能實現音頻信號的採集/還原，通過RXD/TXD實現與Cab Radio顯示終端的串口通信。
[0014]本實用新型的有益效果是:通過本實用新型實現 1、調車過程中，自動檢測LAS音，提示調車司機通話鏈路保持完好，無需司機進行其他操作；2、只針對Fo=820Hz，Df=20Hz的LAS音進行處理，不影響通話質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1、基於ARM Cortex-M3的LAS信號控制單元電路框圖
[0016]圖2、本實用新型應用基本框圖；
[0017]圖3、信號處理流程圖；
[0018]圖4、電源電路原理圖；
[0019]圖5、平衡-非平衡轉換電路圖；
[0020]圖6、平衡-非平衡轉換電路圖；
[0021]圖7、第一開關選擇電路圖；
[0022]圖8、第二開關選擇電路圖。
【具體實施方式】
[0023]為了更清楚的理解本實用新型，結合附圖和實施例詳細描述本實用新型:
[0024]如附圖1至圖8所示，基於ARM Cortex_M3的LAS信號控制單元，控制單元電路包括ARM Cortex-M3、平衡-非平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯主機接口、非平衡-平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯MMI接口、第一開關選擇電路,第二開關選擇電路和電源電路；
[0025]ARM Cortex_M3通過AD埠與平衡-非平衡轉換電路輸出端連接，通過DA埠與非平衡-平衡轉換電路連接，通過IO埠分別與第一繼電器、第二繼電器 端連接，平衡-非平衡轉換電路的輸入端與14芯主機接口連接；14芯主機接口用於連接Cab Radio ；
[0026]非平衡-平衡轉換電路的輸出端與14芯麗I接口連接；14芯麗I接口用於連接顯示終端(麗I)；
[0027]第一開關選擇電路包括第一繼電器，第一繼電器的線圈端由ARM Cortex-M3的一個IO端控制，常開端連接ARM Cortex-M3的TXD端，常閉端連接14芯主機接口 TXD端，公共端連接14芯麗I接口的TXD端；第二開關選擇電路包括第二繼電器，第二繼電器的線圈端由ARM Cortex-M3的一個IO端控制，常開端連接平衡_非平衡轉換電路的輸入端，常閉端連接MMI音頻輸入端，公共端連接14芯主機接口的音頻輸出端；
[0028]LAS控制單元採用ARM Cortex_M3系列中的LPC75176單片機構成最小系統，主要應用LPC75176單片機的AD/DA功能和串口收發功能。[0029]電源電路，為LAS控制單元提供5V、3.3V、1.8V，由ARM Cortex_M3控制第一繼電器控制，切換Cab RadioaAS控制單元、MMI三者之間的串口通信通道，默認狀態為:連接CabRadio與MMI之間的串口通路，當LAS控制單元(ARM Cortex_M3)檢測不到LAS信號時，通過控制第一繼電器將開關切換到常開狀態，連接LAS控制單元與MMI之間的串口通路。
[0030]由ARM Cortex-M3控制第二繼電器:選擇是否檢測LAS信號，LAS控制單元默認不檢測LAS信號，第二繼電器保持Cab Radio與MMI之間的連接，來自於Cab Radio的信號直接發送到麗I端。
[0031]第一開關選擇電路由電晶體、電阻器件以及繼電器構成，其中電晶體構成開關電路；
[0032]第二開關選擇電路由電晶體、電阻器件以及繼電器構成，其中電晶體構成開關電路；
[0033]平衡-非平衡轉換電路包含轉換電路和放大電路；轉換電路由變壓器Tl及阻容元件組成，放大電路由運算放大器及阻容元件組成；
[0034]非平衡-平衡轉換電路包含濾波電路、放大電路以及轉換電路；濾波電路由阻容元件組成，放大電路由運算放大器及阻容元件組成，轉換電路由變壓器T2及阻容元件組成。
[0035]根據上述說明，結合本領域技術可實現本實用新型的方案。
【權利要求】
1.一種基於ARM Cortex-M3的LAS信號控制單元，其特徵在於，控制單元電路包括ARMCorteX-M3、平衡-非平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯主機接口、非平衡-平衡轉換電路、傳輸平衡信號的14芯麗I接口、第一開關選擇電路，第二開關選擇電路和電源電路； ARM Cortex-M3通過AD埠與平衡-非平衡轉換電路輸出端連接，通過DA埠與非平衡-平衡轉換電路連接，通過IO埠分別與第一繼電器、第二繼電器 端連接， 平衡-非平衡轉換電路的輸入端與14芯主機接口連接；14芯主機接口用於連接CabRadio ； 非平衡-平衡轉換電路的輸出端與14芯麗I接口連接；14芯麗I接口用於連接顯示終端(麗I)； 第一開關選擇電路包括第一繼電器，第一繼電器的線圈端由ARM Cortex-M3的一個IO端控制，常開端連接ARM Cortex-M3的TXD端，常閉端連接14芯主機接口 TXD端，公共端連接14芯麗I接口的TXD端；第二開關選擇電路包括第二繼電器，第二繼電器的線圈端由ARM Cortex-M3的一個IO端控制，常開端連接平衡-非平衡轉換電路的輸入端，常閉端連接MMI音頻輸入端，公共端連接14芯主機接口的音頻輸出端； 平衡-非平衡轉換電路包含轉換電路和放大電路； 非平衡-平衡轉換電路包含轉換電路、放大電路以及濾波電路； 電源電路為整機供電； LAS控制單元安裝在Cab Radio和顯示終端(MMI)之間，連接方式採用14芯電纜，基於ARM Cortex-M3單片機構成LAS信號控制單元的最小系統，利用單片機的AD/DA功能實現音頻信號的採集/還原，通過RXD/TXD實現與Cab Radio顯示終端的串口通信。
2.如權利要求1所述的一種基於ARMCortex-M3的LAS信號控制單元，其特徵在於，電源電路為LAS控制單元提供5V、3.V、1.8V電源。
3.如權利要求1所述的一種基於ARMCorteX-M3的LAS信號控制單元，其特徵在於，第一開關選擇電路包括由電晶體構成的繼電器驅動電路；第二開關選擇電路包括由電晶體構成的繼電器驅動電路。
4.如權利要求1所述的一種基於ARMCortex-M3的LAS信號控制單元，其特徵在於，平衡-非平衡轉換電路包含轉換電路和放大電路；轉換電路由變壓器Tl及阻容元件組成，放大電路由運算放大器及阻容元件組成；非平衡-平衡轉換電路包含濾波電路和轉換電路；濾波電路由阻容元件組成，轉換電路由變壓器T2及阻容元件組成。
【文檔編號】B61L15/00GK203708237SQ201320836937
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】王立東, 路遠, 時勇 申請人:天津七一二通信廣播有限公司