8051单片机系统扩展与接口技术:第一节 8051 单片机系统扩展概述第二节 单片机外部存储器扩展第三节 单片机输入输出（I/O）口扩展及应用第四节 LED显示器接口电路及显示程序第五节 单片机键盘接口技术第六节 单片机与数模（D／A）及模数（A／D）转换1、地址总线（Address Bus，简写为AB）地址总线可传送单片机送出的地址信号，用于访问外部存储器单元或I/O端口。A 地址总线是单向的，地址信号只是由单片机向外发出。B 地址总线的数目决定了可直接访问的存储器单元的数目。例如N位地址，可以产生2N个连续地址编码，因此可访问2N个存储单元，即通常所说的寻址范围为 2N个地址单元。MCS—51单片机有十六位地址线，因此存储器展范围可达216 = 64KB地址单元。C 挂在总线上的器件，只有地址被选中的单元才能与CPU交换数据，其余的都暂时不能操作，否则会引起数据冲突。2、数据总线（Data Bus，简写为DB）数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。A 单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。例如MCS—51单片机是8位字长，所以数据总线的位数也是8位。B 数据总线是双向的，即可以进行两个方向的数据传送。3、控制总线（Control Bus，简写为CB）控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的，以及从其它部件送给单片机的各种控制或联络信号。对于一条控制信号线来说，其传送方向是单向的，但是由不同方向的控制信号线组合的控制总线则表示为双向的。总线结构形式大大减少了单片机系统中连接线的数目，提高了系统的可靠性，增加了系统的灵活性。此外，总线结构也使扩展易于实现，各功能部件只要符合总线规范，就可以很方便地接入系统，实现单片机扩展。
上传时间： 2013-10-18
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一、实验目的１．掌握定时/计数器、输入/输出接口电路设计方法。 ２．掌握中断控制编程技术的方法和应用。３．掌握8086汇编语言程序设计方法。 二、实验内容与要求 微机灯光控制系统主要用于娱乐场所的彩灯控制。系统的彩灯共有12组，在实验时用12个发光二极管模拟。1. 基本要求：灯光控制共有8种模式，如12个灯依次点亮；12个灯同时闪烁等八种。系统可以通过键盘和显示屏的人机对话，将8种模式进行任意个数、任意次序的连接组合。系统不断重复执行输入的模式组合，直至键盘有任意一个键按下，退出灯光控制系统，返回DOS系统。2. 提高要求：音乐彩灯控制系统，根据音乐的变化控制彩灯的变化，主要有以下几种：第一种为音乐节奏控制彩灯，按音乐的节拍变换彩灯花样。第二种音律的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且被点亮的数目增多。第三种按音调高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分点亮。 三、实验报告要求 １．设计目的和内容 ２．总体设计 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明 ４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法） 四、设计原理我们以背景霓虹灯的一种显示效果为例，介绍控制霓虹灯显示的基本原理。设有一排 n 段水平排列的霓虹灯，某种显示方式为从左到右每0.2 秒逐个点亮。其控制过程如下： 若以“ 1 ”代表霓虹灯点亮，以“ 0 ”代表霓虹灯熄灭，则开始时刻， n 段霓虹灯的控制信号均为“ 0 ”，随后，控制器将一帧 n 个数据送至 n 段霓虹灯的控制端，其中，最左边的一段霓虹灯对应的控制数据为“ 1 ”，其余的数据均为零，即 1000 … 000 。当 n 个数据送完以后，控制器停止送数，保留这种状态（定时） 0.2 秒，此时，第 1 段霓虹灯被点亮，其余霓虹灯熄灭。随后，控制器又在极短的时间内将数据 1100 … 000 送至霓虹灯的控制端，并定时 0.2 秒，这段时间，前两段霓虹灯被点亮。由于送数据的过程很快，我们观测到的效果是第一段霓虹灯被点亮 0.2 秒后，第 2 段霓虹灯接着被点亮，即每隔 0.2 秒显示一帧图样。如此下去，最后控制器将数据 1111 … 111 送至 n 段霓虹灯的控制端，则 n 段霓虹灯被全部点亮。 只要改变送至每段霓虹灯的数据，即可改变霓虹灯的显示方式，显然，我们可以通过合理地组合数据（编程）来得到霓虹灯的不同显示方式。 五、总体方案论证分析系统设计思路如下：1) 采集8位开关输入信号，若输入数据为0时，将其修改为1。确定输入的硬件接口电路。采样输入开关量，并存入NUM的软件程序段。2) 以12个灯依次点亮为例(即灯光控制模式M1)，考虑与其相应的灯光显示代码数据。确定显示代码数据输出的接口电路。输出一个同期显示代码的软件程序段（暂不考虑时隙的延时要求）。3) 应用定时中断服务和NUM数据，实现t＝N×50ms的方法。4) 实现某一种模式灯光显示控制中12个时隙一个周期，共重复四次的控制方法。要求在初始化时采样开关输入数据NUM，并以此控制每一时隙的延时时间；在每一时隙结束时，检查有无键按下，若是退出键按下，则结束灯光控制，返回DOS系统，若是其他键就返回主菜单，重新输入控制模式数据。5) 通过人机对话，输入8种灯光显示控制模式的任意个数、任意次序连接组合的控制模式数据串（以ENTER键结尾）。对输入的数据进行检查，若数据都在1 - 8之间，则存入INBUF；若有错误，则通过屏幕显示输入错误，准备重新输入灯光显示控制模式数据。6) 依次读取INBUF中的控制模式数据进行不同模式的灯光显示控制，在没有任意键按下的情况下，系统从第一个控制模式数据开始，顺序工作到最后一个控制模式数据后，又返回到第一个控制模式数据，不断重复循环进行灯光显示控制。7) 本系统的软件在总体上有两部份，即主程序（MAIN）和实时中断服务程序（INTT）。讨论以功能明确、相互界面分割清晰的软件程序模块化设计方法。即确定有关功能模块，并画出以功能模块表示的主程序（MAIN）流程框图和定时中断服务程序的流程框图。 六、硬件电路设计 以微机实验平台和PC机资源为硬件设计的基础,不需要外加电路。主要利用了以下的资源：1．8255并行口电路8255并行口电路主要负责数据的输入与输出，可以输出数据控制发光二极管的亮灭和读取乒乓开关的数据。实验时可以将8255的A口、B口和一组发光二极管相连，C口和乒乓开关相连。2．8253定时/计数器8253定时/计数器和8259中断控制器一起实现时隙定时。本设计的定时就是采用的t＝N×50ms的方法，50ms由8253定时/计数器的计数器0控制定时，N是在中断服务程序中软件计时。8253的OUT0接到IRQ2，产生中断请求信号。8253定时/计数器定时结束会发出中断信号，进入中断服务程序。3．PC机资源本设计除了利用PC机作为控制器之外，还利用了PC机的键盘和显示器。键盘主要是输入控制模式数据，显示器就是显示提示信息。 七、软件设计 软件主要分为主程序（MAIN）和中断服务程序（INTT），主程序包含系统初始化、读取乒乓开关、读取控制模式数据以及按键处理等模块。中断服务程序主要是定时时间到后根据控制模式数据点亮相应的发光二极管。1．主程序主程序的程序流程图如图1所示。
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微处理器及微型计算机的发展概况 第一代微处理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040为代表的四位微处理机。 第二代微处理机（1973年~1977年），典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微处理机 第三代微机是以16位机为代表，基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基础发展起来的；M68000是Motorola公司在M6800 的基础发展起来的； 第四代微处理机 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU为代表， 第五代微处理机的发展更加迅猛，1993年3月被命名为PENTIUM的微处理机面世，98年PENTIUM 2又被推向市场。 INTEL CPU 发展历史Intel第一块CPU 4004,4位主理器,主频108kHz,运算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百万条指令),集成晶体管2,300个,10微米制造工艺,最大寻址内存640 bytes,生产曰期1971年11月. 8085,8位主理器,主频5M,运算速度0.37MIPs,集成晶体管6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存64KB,生产曰期1976年 8086,16位主理器,主频4.77/8/10MHZ,运算速度0.75MIPs,集成晶体管29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存1MB,生产曰期1978年6月. 80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率33/50/66MHZ,运算速度20~60MIPs,集成晶体管1.2M个,1微米制造工艺,168针PGA,最大寻址内存4GB,缓存8/16/32/64KB,生产曰期1989年4月 Celeron一代, 主频266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 总线频率66MHz,0.25微米制造工艺,生产曰期1998年4月) Pentium 4 (478针),至今分为三种核心:Willamette核心(主频1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工艺),Northwood核心(主频1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺, 二级缓存512K),Prescott核心(主频2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集SSE3),生产曰期2001年7月. 更大的缓存、更高的频率、 超级流水线、分支预测、乱序执行超线程技术 微型计算机组成结构单片机简介单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 三、计算机编程语言的发展概况 机器语言 机器语言就是0，1码语言，是计算机唯一能理解并直接执行的语言。汇编语言 用一些助记符号代替用0，1码描述的某种机器的指令系统，汇编语言就是在此基础上完善起来的。高级语言 BASIC，PASCAL，C语言等等。用高级语言编写的程序称源程序，它们必须通过编译或解释，连接等步骤才能被计算机处理。 面向对象语言 C++，Java等编程语言是面向对象的语言。 1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础（一） 十进制ND有十个数码：0～9，逢十进一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加权展开式以10称为基数，各位系数为0～9，10i为权。 一般表达式：ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+… （二） 二进制NB两个数码：0、1, 逢二进一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加权展开式以2为基数，各位系数为0、1， 2i为权。 一般表达式： NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+… （三）十六进制NH十六个数码0～9、A～F，逢十六进一。 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展开式以十六为基数，各位系数为0～9，A～F，16i为权。 一般表达式： NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+… 二、不同进位计数制之间的转换 （二）二进制与十六进制数之间的转换 24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。举例：（三）十进制数转换成二、十六进制数整数、小数分别转换 1.整数转换法“除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。举例： 2. 小数转换法“乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数，从最高位排到最低位。举例： 三、带符号数的表示方法 机器数：机器中数的表示形式。真值： 机器数所代表的实际数值。举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数：[X1]机= 01010100 [X2]机= 11010100(二)原码、反码、补码最高位为符号位，0表示 “+”，1表示“－”。 数值位与真值数值位相同。 例 8位原码机器数： 真值： x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B 机器数： [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原码表示简单直观,但0的表示不唯一，加减运算复杂。 正数的反码与原码表示相同。 负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反。 例 8位反码机器数： x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4： [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、补码（Two’s Complement）正数的补码表示与原码相同。 负数补码等于2n－abs（x）8位机器数表示的真值四、 二进制编码例：求十进制数876的BCD码 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符编码 美国标准信息交换码ASCII码，用于计算 机与计算机、计算机与外设之间传递信息。 3、汉字编码 “国家标准信息交换用汉字编码”（GB2312-80标准），简称国标码。 用两个七位二进制数编码表示一个汉字 例如“巧”字的代码是39H、41H汉字内码例如“巧”字的代码是0B9H、0C1H1·4 运算基础 一、二进制数的运算加法规则：“逢2进1” 减法规则：“借1当2” 乘法规则：“逢0出0，全1出1”二、二—十进制数的加、减运算 BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则“逢10进1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决BCD数的运算问题，采取调整运算结果的措施：即“加六修正”和“减六修正”例：10001000(BCD)+01101001(BCD) =000101010111(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 ＋ 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 ＋ 0 1 1 0 0 1 1 0 ……调整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 进位 例： 10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 － 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 － 0 1 1 0 ……调整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 带符号二进制数的运算 1.5 几个重要的数字逻辑电路编码器译码器计数器微机自动工作的条件程序指令顺序存放自动跟踪指令执行1.6 微机基本结构微机结构各部分组成连接方式1、以CPU为中心的双总线结构；2、以内存为中心的双总线结构；3、单总线结构CPU结构管脚特点 1、多功能；2、分时复用内部结构 1、控制; 2、运算; 3、寄存器; 4、地址程序计数器堆栈定义 1、定义；2、管理；3、堆栈形式
上传时间： 2013-10-17
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根据通用主动视觉系统的设计要求，提出了基于DSP的嵌入式主动视觉系统的设计方案，并完成系统的软硬件设计。最终实现的系统具有俯仰和摇摆2个自由度、支持双CCD视觉传感器和双倾角传感器。该系统的硬件分别采用TMS320C6711和TMS320F2812实现了视频处理、运动控制、传感器信息采集及系统与PC机之间的通讯。实验结果表明该系统具有计算和接口资源丰富、操作灵活等特点，达到设计要求。
上传时间： 2013-11-23
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摘 要: 针对三峡水轮机叶片坑内移动式修焊机器人的作业过程测控问题, 研制了一种基于双数字信号处理器的嵌入式视觉反馈控制系统。 采用功能单元模块化设计思想和叠层积木式装配结构, 该系统将基于TM S320DM 642 的图像采集与处理、 基于TM S320L F2812 的运动控制与参数调整、 数字视频输入、 模拟视频输入、 模拟视频输出、 数字视频输出、 电源变换等功能模块集成在170mm×57mm×40mm 的空间尺寸内。该系统可以安装在移动式修复机器人上、 脱离工控机独立工作, 适用于M IG、T IG、CO 2 等多种焊接工艺方法的过程监控、 焊缝跟踪和焊缝成形实时控制。 关键词: 移动式修焊机器人; 双数字信号处理器嵌入式系统; 视觉反馈控制
上传时间： 2013-10-08
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摘要： 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（即可编程控制器）在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。本文介绍了利用可编程控制器编写的一个五层电梯的控制系统，检验电梯PLC控制系统的运行情况。实践证明，PLC可遍程控制器和MCGS组态软件结合有利于PLC控制系统的设计、检测，具有良好的应用价值。 电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯；高层住宅需要有住宅梯；百货大楼和宾馆需要有客梯，自动扶梯等。在现代社会，电梯已像汽车、轮船一样，成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计，美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界，电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。追溯电梯这种升降设备的历史，据说它起源于公元前236年的古希腊。当时有个叫阿基米德的人设计出--人力驱动的卷筒式卷扬机。1858年以蒸汽机为动力的客梯，在美国出现，继而有在英国出现水压梯。1889年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力，这才出现名副其实的电梯，并使电梯趋于实用化。1900年还出现了第一台自动扶梯。1949年出现了群控电梯，首批4～6台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。1955年出现了小型计算机（真空管）控制电梯。1962年美国出现了速度达8米/秒的超高速电梯。1963年一些先进工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。1971年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数控电梯。1976年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。 1电梯简介 1.1电梯的基本分类 1.1.1按用途分类 ⑴ 乘客电梯：为运送乘客而设计的电梯。主用与宾馆，饭店，办公楼，大型商店等客流量大的场合。这类电梯为了提高运送效率，其运行速度比较快，自动化程度比较高。轿厢的尺寸和结构形式多为宽度大于深度，使乘客能畅通地进出。而且安全设施齐全，装潢美观。
上传时间： 2013-11-18
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为实现设备中存在的低速数据光纤通信的同步复接/ 分接,提出一种基于FPGA 的帧同步头信号提取检测方案,其中帧头由7 位巴克码1110010 组成,在数据的接收端首先从复接数据中提取时钟信号,进而检测帧同步信号,为数字分接提供起始信号,以实现数据的同步分接。实验表明,此方案成功地在光纤通信系统的接收端检测到帧同步信号,从而实现了数据的正确分接。
上传时间： 2013-10-17
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为了满足超声波探伤检测的实时性需求，通过研究超声波探伤的工作原理，提出了基于FPGA芯片的实时信号处理系统实现方案及硬件结构设计，并根据FPGA逻辑结构模型实现了软件系统的模块化设计。根据实验测试及统计数据得出，基于FPGA芯片的信号处理系统提高了探伤检测的准确性与稳定性，满足了探伤过程中B超显示的实时性要求。
上传时间： 2013-10-11
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对于GSM相控阵无源雷达接收机获取的目标数据提出一种用最佳后验感知的神经网络进行处理的算法，在复杂的杂波及噪声背景下，相比于流行的卡尔曼滤波，提高了目标的检测跟踪精度，对促进GSM无源探测系统实用化具有重要意义。
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关于3g无线网优的：WCDMA无线基本原理 课程目标： 掌握3G移动通信的基本概念 掌握3G的标准化过程 掌握WCDMA的基本网络结构以及各网元功能 掌握无线通信原理 掌握WCDMA的关键技术 参考资料： 《3G概述与概况》 《中兴通讯WCDMA基本原理》 《ZXWR RNC（V3.0）技术手册》 《ZXWR NB09技术手册》 第1章 概述 1 1.1 移动通信的发展历程 1 1.1.1 移动通信系统的发展 1 1.1.2 移动通信用户及业务的发展 1 1.2 3G移动通信的概念 2 1.3 为什么要发展第三代移动通信 2 1.4 3G的标准化过程 3 1.4.1 标准组织 3 1.4.2 3G技术标准化 3 1.4.3 第三代的核心网络 4 1.4.4 IMT-2000的频谱分配 6 1.4.5 2G向3G移动通信系统演进 7 1.4.6 WCDMA核心网络结构的演进 11 第2章 WCDMA系统介绍 13 2.1 系统概述 13 2.2 R99网元和接口概述 14 2.2.1 移动交换中心MSC 16 2.2.2 拜访位置寄存器VLR 16 2.2.3 网关GMSC 16 2.2.4 GPRS业务支持节点SGSN 16 2.2.5 网关GPRS支持节点GGSN 17 2.2.6 归属位置寄存器与鉴权中心HLR/AuC 17 2.2.7 移动设备识别寄存器EIR 17 2.3 R4网络结构概述 17 2.3.1 媒体网关MGW 19 2.3.2 传输信令网关T-SGW、漫游信令网关R-SGW 20 2.4 R5网络结构概述 20 2.4.1 媒体网关控制器MGCF 22 2.4.2 呼叫控制网关CSCF 22 2.4.3 会议电话桥分MRF 22 2.4.4 归属用户服务器HSS 22 2.5 UTRAN的一般结构 22 2.5.1 RNC子系统 23 2.5.2 Node B子系统 25 第3章 扩频通信原理 27 3.1 扩频通信简介 27 3.1.1 扩频技术简介 27 3.1.2 扩频技术的现状 27 3.2 扩频通信原理 28 3.2.1 扩频通信的定义 29 3.2.2 扩频通信的理论基础 29 3.2.3 扩频与解扩频过程 30 3.2.4 扩频增益和抗干扰容限 31 3.2.5 扩频通信的主要特点 32 第4章 无线通信基础 35 4.1 移动无线信道的特点 35 4.1.1 概述 35 4.1.2 电磁传播的分析 37 4.2 编码与交织 38 4.2.1 信道编码 39 4.2.2 交织技术 42 4.3 扩频码与扰码 44 4.4 调制 47 第5章 WCDMA关键技术 49 5.1 WCDMA系统的技术特点 49 5.2 功率控制 51 5.2.1 开环功率控制 51 5.2.2 闭环功率控制 52 5.2.3 HSDPA相关的功率控制 55 5.3 RAKE接收 57 5.4 多用户检测 60 5.5 智能天线 62 5.6 分集技术 64 第6章 WCDMA无线资源管理 67 6.1 切换 67 6.1.1 切换概述 67 6.1.2 切换算法 73 6.1.3 基于负荷控制原因触发的切换 73 6.1.4 基于覆盖原因触发的切换 74 6.1.5 基于负荷均衡原因触发的切换 77 6.1.6 基于移动台移动速度的切换 79 6.2 码资源管理 80 6.2.1 上行扰码 80 6.2.2 上行信道化码 83 6.2.3 下行扰码 84 6.2.4 下行信道化码 85 6.3 接纳控制 89 6.4 负荷控制 95 第7章 信道 97 7.1 UTRAN的信道 97 7.1.1 逻辑信道 98 7.1.2 传输信道 99 7.1.3 物理信道 101 7.1.4 信道映射 110 7.2 初始接入过程 111 7.2.1 小区搜索过程 111 7.2.2 初始接入过程 112
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