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研究生： 宋文安
Wen-An Sung
論文名稱： 應用於數位家庭整合計畫之無線傳輸子系統設計考量與實現
Design Consideration and Implementationfor an RF Transmission Subsystemin Digital Home Joint Project
指導教授： 陳竹一
Jwu-E Chen
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊電機學院 - 電機工程學系在職專班
Executive Master of Electrical Engineering
畢業學年度： 99
語文別： 中文
論文頁數： 106
中文關鍵詞： 數位家庭 、圖形人機介面 、微控處理器 、ISM無線射頻
外文關鍵詞： Micro-processor, Digital Home, ISM RF Transmission, Graphical User Interface
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    • 基於數位家庭整合計劃的平台上，期望藉由無線通訊傳輸技術的子系統，提出可行性評估及架構考量上之最佳解決方案，提高數位家庭上各種裝置在資料傳輸與相互傳遞之訊息上的應用，經由無線通道連接各種家用電器設備，整合數位家庭中的各類傳輸介面，以發揮更佳的便利性。
    本論文的主要目的是，針對低成本、低功率消耗、小體積及高效率輸出為原則，主要工作於ISM 2.4 GHz頻帶，分別為無線射頻收發區塊與微控制器區塊、以及串並列區塊三大部份設計。除了應用頻率鍵移(FSK)數位調變之無線傳輸來証實可行性，並整合軟硬體電路到子系統上，最後利用人機介面來將設計製作之子電路做測量效能，進而完成驗證設計與實現。

    Based on digital home joint project platform, for wireless communication technology subsystems, the thesis aims to propose the feasibility study on the plan and considerations of the best structure solution to improve the digital home. On a variety of devices in the data transmission and the message transmitted between the applications, they are connected with wireless access devices of various household appliances by Integration of various types of transmission interface in the digital home to play better convenience.
    There are 4 purposes of this thesis including low cost, low power consumption, small size and high efficiency output. The main operation is in the ISM 2.4 GHz band, RF transceiver block with the microcontroller block and Serial Parallel block design of three parts. In addition to applying the frequency shift keying (FSK) digital modulation for wireless transmission, it is to prove the feasibility and integrate circuits to the subsystem on the hardware and software.
    Finally, to measure the feasibility and performance of the circuit by graphical user interface (GUI), it completes the design and implementation verification.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 x 符號說明 xi 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 4 1.3 論文架構 5 第二章 設計規格與程序 6 2.1 計劃與可行性之評估 6 2.1.1 方塊架構 6 2.1.2 成本考量 9 2.1.3 設計做法 12 2.2 特性規格 13 2.2.1 電氣特性 13 2.2.2 功能規格 17 2.2.3 性能規格 23 2.2.4 實體規格 27 2.2.5 無線通訊規格 30 第三章 區塊設計 36 3.1 電路圖設計 36 3.1.1 微控器電路圖 36 3.1.2 無線電路圖 41 3.1.3 串並列電路圖 42 3.2 電路板設計 44 3.2.1 微控器電路板 44 3.2.2 無線電路板 46 3.2.3 串並列電路板 48 3.3 組裝連結子系統 50 3.3.1 出圖組裝焊接 50 3.3.2 連結微控器傳輸格式 52 3.3.3 連結電腦於子系統 55 第四章 子系統整合設計 58 4.1 微控器系統整合 58 4.1.1 序列週邊協定介面 58 4.1.2 微控器之無線程式流程 61 4.2 無線系統整合 64 4.2.1 無線訊號格式 64 4.2.2 無線狀態模式 68 4.3 串並列系統整合 69 4.3.1 串列協定介面 69 4.3.2 並列協定介面 69 4.3.3 並列微控程式流程 71 4.4 程式除錯與驗證開發 72 4.4.1 程式開發工具 (Keil C) 72 4.4.2 模擬仿真工具 (ICE/OCD Kit) 73 4.4.3 燒錄工具 (ISP) 74 4.4.4 無線驗證工具 75 4.4.5 串並列驗證工具 76 4.4.6 虛擬儀控工具 (GPIB/VISA) 77 第五章 實體與驗證 78 5.1 波型與頻譜 78 5.1.1 時脈量測 78 5.1.2 時序量測 80 5.1.3 頻譜量測 81 5.1.4 封包量測 82 5.2 人機介面應用與實體驗證 (GUI) 83 5.2.1 頻譜驗證分析 83 5.2.2 電源驗證分析 86 5.2.3 USB驗證分析 89 5.2.4 實體驗證圖片 92 5.2.5 設計驗證回顧 95 第六章 結論與展望 96 6.1 結論 96 6.2 未來展望 97 參考文獻 99 附錄一 電路製作規格表 102

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