智能調(diào)制接收機設(shè)計論文(帶電路圖很詳細!)

1、XXX大學畢業(yè)論文題目：智能調(diào)制接收機英文題目：Design of intelligent modulation receiver學生姓名：XXX 申請學位門類：學士學位學號.：09XXXXXX專業(yè)：電子信息工程系別：機械電子與工程系指導(dǎo)老師：XXX 職稱：副教授二一三年六月東華理工大學長江學院畢業(yè)論文摘要摘 要    智能儀器是計算機科學、電子學、數(shù)字信號處理、人工智能、VLSI等新興技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器儀表技術(shù)的結(jié)合。隨著專用集成電路、個人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會得到更加廣泛的應(yīng)用。智能儀器的出現(xiàn)，極大地擴充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。智能儀器憑借其

2、體積小、功能強、功耗低等優(yōu)勢，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。本調(diào)頻收音機主要由FM/AM收音機芯片CXA1019、PLL且頻率合成器BU2614和單片機AT98C51組成。收音機以單片機AT98C51為控制核心, 實現(xiàn)全頻搜索、指定頻率范圍搜索和手動搜索電臺;本收音機還使用了數(shù)字電位器(X9511)控制音量。采用液晶顯示器顯示載頻和時鐘等信息, 大幅度降低了系統(tǒng)的功耗。整機實現(xiàn)3V 電源工作, 采用E2PROM(AT24C04)存儲電臺, 還增加了立體聲解碼功能。關(guān)鍵詞：全頻搜索； 制定頻率范圍搜索； 手動搜索電臺。東華理工大學長江學院畢業(yè)論文AbsrtactAbst

3、ractIntelligent instrument is a combination of instrument technology of computer science, electronics, digital signal processing, artificial intelligence, VLSI and other emerging technologies with traditional. With the development of ASIC, personal instrument and other related technology, intelligen

4、t instrument will be applied more widely.The intelligent instrument appearance, greatly expanded the scope of application of the traditional instrument. Intelligent instrument with its small size, strong function, low power consumption advantages, rapidly in the domestic electric appliances, the sci

5、entific research unit and the industrial enterprise obtained the widespread application.The FM radio is mainly composed of FM/AM radio chip CXA1019, PLL and BU2614 and MCU AT98C51 frequency synthesizer. Radio based on AT98C51 SCM as control core, realize the full frequency search, the specified freq

6、uency range search and manual search of the radio station; also used the digital potentiometer (X9511) volume control. Using liquid crystal display carrier and clock information, greatly reducing the power consumption of the system. The realization of 3V power source, using E2PROM (AT24C04) storage

7、station, also increased the stereo decoding function.Keywords: full frequency search; search for frequency range; manual search radio station東華理工大學長江學院畢業(yè)論文目錄目 錄緒 論1選題的背景與意義1課題研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題11、方案論證與比較21.1調(diào)諧方式的選擇與論證21.2 電臺信號的檢測及鎖定方式的選擇與論證32、主要單元電路分析42.1系統(tǒng)簡介42.2 AT89C5152.3 EEPROM82.4立體聲解碼電路92.4.1電路調(diào)

8、制92.4.2 電路解調(diào)102.5 數(shù)控電位器112.5.1 概述112.5.2 工作原理122.6 功放132.7 CXA1019單片收音集成電路142.7.1 CXA1019集成電路功能特點142.7.2 CXA1019內(nèi)電路方框圖及引腳功能142.8 收音機電路172.9 環(huán)路濾波電路及PLL 頻率合成器172.10 電源電路202.11 電臺鎖存電路202.12 實時時鐘電路212.13 顯示電路222.14矩陣式鍵盤電路243、軟件設(shè)計264、測試結(jié)果及功能分析285、致謝296、參考文獻30附錄31東華理工大學長江學院畢業(yè)論文緒論緒 論選題的背景與意義智能儀器是計算機科學、電子學、

9、數(shù)字信號處理、人工智能、VLSI等新興技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器儀表技術(shù)的結(jié)合。隨著專用集成電路、個人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會得到更加廣泛的應(yīng)用。作為智能儀器核心部件的單片計算機技術(shù)是推動智能儀器向小型化、多功能化、更加靈活的方向發(fā)展的動力?？梢灶A(yù)料，各種功能的智能儀器在不遠的將來會廣泛地使用在社會的各個領(lǐng)域。智能儀器的出現(xiàn)，極大地擴充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。智能儀器憑借其體積小、功能強、功耗低等優(yōu)勢，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。課題研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題本系統(tǒng)設(shè)計采用單片機AT89C51為控制核心，收音機集成芯片采用CXA1019，鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片

10、采用BU2614，實現(xiàn)全頻搜索、制定頻率范圍搜索和手動搜索電臺；使用數(shù)字電位器X9511控制音量；采用液晶顯示載頻和時鐘等信息；整機實現(xiàn)3V電源工作，采用E²PROM（AT24C04）儲存點太，使用立體解碼功能?？梢允褂脩裟苷Ｊ章狀l率在88108MHz的FM廣播。1東華理工大學長江學院畢業(yè)論文1、方案論證與比較1、方案論證與比較1.1調(diào)諧方式的選擇與論證方案一: 數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓, 控制變?nèi)荻O管兩端電壓來改變頻率。這種調(diào)諧方式的精度取決于D/A轉(zhuǎn)換器的精度, 該電路結(jié)構(gòu)簡單, 沒有鎖相環(huán)路中可能產(chǎn)生的噪聲, 但是其最大的缺點就是諧振電路處于開環(huán)狀態(tài), 溫度穩(wěn)定性差

11、, 本振頻率隨溫度等外界因素的變化而漂移。方案二: 采用PLL頻率合成方式。PLL頻率數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)主要由壓控振蕩器 (VCO)、相位比較器(PD)、低通濾波器(LE)、可編程分頻器、高穩(wěn)定晶體振蕩器、參考分頻器、中央控制器等組成。高穩(wěn)定度的晶振使得本振頻率穩(wěn)定性極大地提高, 而且在單片機控制下可以實現(xiàn)頻率步進掃描、預(yù)置電臺、電臺存儲等多種功能。 PLL且頻率合成器(BU2614)可完全實現(xiàn)上述功能, 故本收音機采用此方案。 方案三: 采用四調(diào)諧法, 在本振回路通過機械調(diào)整諧振電路的電容值來改變本振頻率, 從而達到調(diào)諧的目的, 這種調(diào)諧方式電路簡單, 但頻率的穩(wěn)定性差, 且不利于使用單片機進行智

12、能控制。結(jié)論：因PLL且頻率合成器(BU2614)可完全實現(xiàn)上述功能, 故本收音機采用方案二。1.2 電臺信號的檢測及鎖定方式的選擇與論證圖1 CXA1019引腳電路圖     如圖1所示，CXA1019的腳為調(diào)諧指示輸出端, 此端的輸出電壓隨輸入電臺信號的強弱變化, 電臺信號越強腳電壓越低, 故對此腳的電壓進行精確判斷是準確鎖臺和自動存儲電臺的關(guān)鍵。實現(xiàn)方案有如下選擇:     方案一: 使用V/F變換器。經(jīng)實際測試, CXA1019的調(diào)諧指示輸出端的電壓隨輸入電臺信號的強弱變化如圖2, 在中心頻率f0

13、附近V0基本不變。單片機測量電壓較困難, 但測量頻率時不必增加硬件, 可完全用軟件實現(xiàn), 并且通過對頻率的計算可以準確地將中心頻率f0鎖住而不會產(chǎn)生偏差。因而用CD4046 做V/F變換器, 通過判斷CD4046的輸出頻率來鎖定電臺的中心頻率。3東華理工大學長江學院畢業(yè)論文2、主要單元電路分析圖2 輸出端電壓變化曲線方案二: 直接將此調(diào)諧指示輸出端的電壓送到單片機的I/O 進行檢測, 調(diào)諧指示輸出端的電壓值降至低電平以下時則表示可以將該電臺頻率進行存儲。但是實際電路測試結(jié)果表明, 只有在電臺信號極強(如本地桂林電臺)才能使調(diào)諧指示輸出端達到低電平, 而對于其他信號比較弱的電臺(如中央臺), 調(diào)

14、諧指示輸出端不能降為低電平, 即不能對這些電臺進行自動存儲。2、主要單元電路分析2.1系統(tǒng)簡介    該系統(tǒng)由微控制器，頻率合成器，接收器三個部分組成, 系統(tǒng)框圖如圖3所示。圖3 系統(tǒng)框圖從天線輸入的信號經(jīng)過88-108MHz帶通濾波器后送人CXA1019, 經(jīng)過混頻、鑒頻、立體聲解碼、音頻放大電路, 最后還原出音頻信號。單片機是整機的控制核心, 通過鍵盤使單片機控制BU2614的分頻比從而達到選臺的目的。同時通過鍵盤經(jīng)單片機調(diào)整音量太小、調(diào)整時鐘和選存電臺, 各項操作提示和操作結(jié)果通過 LCD顯示出來。2.2 AT89C51AT89C51是一種帶4K字

15、節(jié)FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉

16、的方案。外形及引腳排列如圖4所示。圖4 AT89C51外觀和引腳排列圖主要特性·與MCS-51 兼容·4K字節(jié)可編程FLASH存儲器·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz·三級程序存儲器鎖定·128×8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路特性概述AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字

17、節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。管腳說明VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八

18、位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣

19、故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TX

20、D（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（計時器0外部輸入）P3.5 T1（計時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定

21、時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平

22、時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。圖5 AT89C51電路圖2.3 EEPROMEEPROM (Electrically Erasable Programmable

23、Read-Only Memory)，電可擦可編程只讀存儲器-一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲芯片。 EEPROM 可以在電腦上或?qū)Ｓ迷O(shè)備上擦除已有信息，重新編程。一般用在即插即用的設(shè)備上?；驹碛捎贓PROM操作的不便，后來出的主板上BIOS ROM芯片大部分都采用EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，電可擦除可編程ROM）。EEPROM的擦除不需要借助于其它設(shè)備，它是以電子信號來修改其內(nèi)容的，而且是以Byte為最小修改單位，不必將資料全部洗掉才能寫入，徹底擺脫了EPROM Eraser和編程器的束縛。EEPROM在寫入數(shù)據(jù)時，仍要利用一定的編

24、程電壓，此時，只需用廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫內(nèi)容，所以，它屬于雙電壓芯片。借助于EEPROM芯片的雙電壓特性，可以使BIOS具有良好的防毒功能，在升級時，把跳線開關(guān)打至“off”的位置，即給芯片加上相應(yīng)的編程電壓，就可以方便地升級；平時使用時，則把跳線開關(guān)打至“ON”的位置，防止CIH類的病毒對BIOS芯片的非法修改。所以，至今仍有不少主板采用EEPROM作為BIOS芯片并作為自己主板的一大特色。圖6中24C02的1、2、3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在89C51試驗開發(fā)板上它們都接地，第8腳和 第4腳分別為正、負電源。第5腳SDA為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這

25、條雙向I2 C總線串行傳送，在AT89C51試驗開發(fā)板上和單片機的P2.1連接。第6腳SCL為串行時鐘輸入線，在AT89C51試驗開發(fā)板上和單片機的P2.0連接。圖6 24C04引腳電路圖2.4立體聲解碼電路立體聲解碼電路的作用是利用立體聲廣播中的左右聲道信息從復(fù)合信號中分離（解碼）出來，供兩路放音系統(tǒng)放音。2.4.1電路調(diào)制AM-FM導(dǎo)頻制調(diào)制過程如圖7所式，以振蕩頻率等于19KHz的倍頻信號作為副載波而將左右兩通路的聲頻信號L與R之差S調(diào)幅并將載波抵制，然后再與兩聲頻信號之和M混合。為了便于接收時副載波的還原，將適量的19KHz振蕩信號加入而作為導(dǎo)頻信號，然后再將這些混合信號調(diào)頻于超短波的

26、主載波上，這樣就完成了調(diào)頻立體聲的調(diào)制過程。圖7 信號調(diào)制框圖2.4.2 電路解調(diào)對于調(diào)頻信號，通過鑒頻器可以從中解調(diào)出復(fù)合信號M(t)，但為了分離出M（t）中的左右聲道信息R及L，需要用到立體聲解碼器，它的種類較多，按解調(diào)功能來分主要有兩種：一種是矩陣解碼器，另一種是開關(guān)式解碼器，又稱時分解碼器。這里主要介紹它，開關(guān)式解碼器原理框圖如圖8所示。圖8 信號解調(diào)框圖由圖8可得，它首先將19KHz分離出來，然后頻率翻倍成38KHz，并以此作為開關(guān)信號，對主、副信道的合成信號進行識別和取樣。若開關(guān)信號的相位和復(fù)合信號中的38KHz相位完全一致的話，就可以從開關(guān)信號的正峰上取出L聲道的信號，從負峰上取

27、出R聲道的信號，目前廣泛采用的鎖相環(huán)解碼器就屬于這一種。圖9 信號調(diào)制解調(diào)電路圖2.5 數(shù)控電位器2.5.1 概述電位器廣泛應(yīng)用于音量調(diào)節(jié)、頻率調(diào)諧、測量量程換檔等多種領(lǐng)域,為了便于和數(shù)字電路匹配,電位器需要由原來的機械式向數(shù)控式方面發(fā)展。目前數(shù)字電位器還不能和機械電位器一樣連續(xù)可調(diào),它的阻值的變化是階梯式,是增量式變化,臺階數(shù)越多,則阻值變化的臺階就愈小,調(diào)整的靈敏度就愈高。Xicor公司推出的X9511系列電位器正是為迎合這一市場需求而專門設(shè)計的，因此選擇X9511電位器。圖10 數(shù)控電位器引腳電路圖2.5.2 工作原理電位器的兩個頂腳引線接為VH和VL 中間抽頭為VW。INC、U/D和C

28、S為三個控制端。CS為電選端,CS為低電平時,X9313被選中,此時,才能接收U/D和INC的信號。INC在一個脈沖的下降沿使計數(shù)器的值增減1(視U/D電平而定)。如果U/D=1時,則滑動端向VH方向滑動,VW與VH之間的電阻減小一個臺階值,反之,如果U/D=0時,滑動端向VL方向滑動。計數(shù)器的輸出譯碼后,經(jīng)過32選1,使滑動端的位置沿電阻陣列移動。當計圖11 數(shù)控電位器工作原理圖數(shù)器達到某個極端(00000或11111)時,不會循環(huán)回復(fù),從00000自動變成11111,或從11111變成00000,也就是說當CS為高電平而INC也是高電平時,計數(shù)器的值被貯存到非揮發(fā)存貯器中,系統(tǒng)上電時,芯片

29、自動將非揮發(fā)存貯器中的值送到計數(shù)器,作為計數(shù)器的輸出。如圖12。圖12 數(shù)控電位器輸出曲線圖2.6 功放功放是功率放大器的簡稱，俗稱“擴音機”，是音響系統(tǒng)中最基本的設(shè)備，它的任務(wù)是把來自信號源（專業(yè)音響系統(tǒng)中則是來自調(diào)音臺）的微弱電信號進行放大以驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音。其作用就是把來自音源或前級放大器的弱信號放大，推動音箱放聲。一套良好的音響系統(tǒng)功放的作用功不可沒。由于考慮功率、阻抗、失真、動態(tài)以及不同的使用范圍和控制調(diào)節(jié)功能，不同的功放在內(nèi)部的信號處理、線路設(shè)計和生產(chǎn)工藝上也各不相同?？梢赃M行如下分類：按功放中功放管的導(dǎo)電方式不同，可以分為甲類功放（又稱A類）、乙類功放（又稱B類）、甲乙類功放（

30、又稱AB類）和丁類功放（又稱D類）。按功放輸出級放大元件的數(shù)量，可以分為單端放大器和推挽放大器。按功放中功放管的類型不同，可以分為膽機和石機。按功能不同，可以前置放大器（又稱前級）、功率放大器（又稱后級）與合并式放大器。按用途不同，可以分為AV功放，Hi-Fi功放。按照使用元器件的不同，功放又有“膽機”電子管功放，“石機”晶體管功放，“IC功放”集成電路功放。按使用人群分可分為三大類“專業(yè)功放”“民用功放”“特殊功放”。信號從PD輸入，經(jīng)過Q1和Q2，從VD輸出。如圖13所示。圖13 功放電路圖2.7 CXA1019單片收音集成電路2.7.1 CXA1019集成電路功能特點 CXA1019集成

31、電路是日本索尼公司生產(chǎn)的單片收音集成電路，其內(nèi)電路包含有以下功能。(1)調(diào)頻高放、變頻、中放、鑒頻電路。(2)調(diào)幅變頻、中放、檢波電路。(3)電子音量控制、低頻放大、電源穩(wěn)壓電路。CXA1019集成塊包括AM/FM收音的全部電路，功能齊全，外圍元件少，集成化程度高。由該IC組裝的收音電路，具有適用電壓范圍寬(3-9 V),耗電省、靈敏度高、失真小等優(yōu)點。2.7.2 CXA1019內(nèi)電路方框圖及引腳功能CXA1019集成塊采用28腳雙列式塑封結(jié)構(gòu)，其集成塊的內(nèi)電路方框圖如圖14所示，圖14 CXA1019電路框圖其集成電路的引腳功能見表1所列。表1 CXA1019引腳功能表表2中列出了該IC在3

32、V, 6V, 9V時各腳在AM和FM穩(wěn)態(tài)電壓（同表也列出了兩種具體機型的實測據(jù)）。表2 CXA1019測試數(shù)據(jù)表2.8 收音機電路    收音機采用CXA1019的典型電路制作(見圖15), 因為超外差收音機具有靈敏度高、選擇性好、在波段內(nèi)的靈敏度均勻等優(yōu)點, 所以我們采用超外差接收方式。其中頻頻率選符合剛頻段標準的10.7MHz, 本振頻率比接收信號頻率要高 10.7MHz, 所以本振(fosc)、中頻(fm=10.7MHz)、接收頻率(fin)之間的關(guān)系為: fosc =fin+fm;接收機的帶寬為:B =f0.7=2(1+mf+J)×Fmax; 而

33、mf=fmax/Fm。 根據(jù)題目要求, 最大頻偏fmax=75kHz, 最大調(diào)制頻率Fmax=15kHz, 所以求得B =247kHz, 此時Q值最佳。 在電子線路的排版、布線上, 使所有元件盡量靠近集成電路的管腳, 特別是諧振回路走線盡量短, 并且對空白電路用大面積接地的方法, 使得收音機分布參數(shù)影響最小。為了提高鏡像抑制比, 在調(diào)頻信號輸入端采用特性很好的聲表面波帶通濾波器, 又仔細調(diào)整諧振回路的線圈, 在滿足帶寬要求的情況下使Q值盡量大, 以提高電路的選擇性, 達到提高鏡像抑制比的目的。圖15 CXA1019收音機電路2.9 環(huán)路濾波電路及PLL 頻率合成器以BU2614為核心構(gòu)成的鎖相

34、環(huán)頻率合成器和環(huán)路濾波電路如圖16所示。 BU2614的最高工作頻率可達到130MHz, 采用串行數(shù)據(jù)輸入控制方式。BU2614頻率合成器電路采用BU2614與AT89C51組成的頻率合成器框圖如圖16所示。通過AT89C51的P1口對BU2614的3、4、5（CE、CK、DK）腳進行控制數(shù)據(jù)的串行寫入以確定BU2614工作方式與分頻比。鎖相頻合成實際電路如圖11所示。DA串行輸入數(shù)據(jù)，以確定工作模式和分頻比?；鶞暑l率由75kHz頻率分頻后獲得,CXA1019S芯片取出的FMOSC頻率信號由第12腳進入BU2614經(jīng)分頻后送到鑒相器,與基準頻率進行相位比較,誤差電壓信號PD由第15腳輸出,經(jīng)過

35、環(huán)路濾波電路濾波,形成VCO控制電壓VD。當FMOSC頻率信號比標準頻率高時,鎖相環(huán)輸出的控制電平PD變高,Q1、Q2導(dǎo)通,從而使VD變低。VD使選頻回路和本振回路的變?nèi)荻O管電容量變大,從而控制選頻回路和本振回路的諧振頻率變低,直到鎖定,反之亦然。圖16 BU2614鎖相環(huán)電路圖17是鎖相環(huán)的原理簡圖。鎖相環(huán)的工作原理為:鎖相環(huán)路鎖定時, 鑒相器的兩個輸入頻率相同, 即:fr=fd本電路中參考頻率fr取1kHz, 主要是為了提高鎖臺精度。fd是本振頻率fosc經(jīng)N分頻以后得到的, 即:fd=fosc/N, 所以本振頻率fosc =N×fr。通過改變分頻次數(shù)N,VCO輸出的頻率將被控

36、制在不同的頻率點上。鍵盤顯示信號檢測VCO靜噪單片機PLL放大鑒頻中放混頻高放CXA1019BU2614 圖17 鎖相環(huán)原理圖圖18為BU2614 FM收音機系統(tǒng)框圖。因為基準頻率fr是由晶振分頻得到的, 所以本振頻率的穩(wěn)定度幾乎與晶振的穩(wěn)定度一樣高。由于調(diào)頻信號載波范圍為:88MHz<fin<108MHz, 根據(jù)超外差收音機的原理, 可知本振頻率為fosc=fin+fm, 分頻器的分頻次數(shù)為N=fosc/fr, 選取中頻頻率fm為10.7MHz, 則本振頻率范圍為:98.7MHz<fosc<118.7MHz, 故輸入BU2614的分頻次數(shù)N的范圍為fosc(min)/

37、fr<N<fosc(max)/fr, 即 98700<N<118700。通過單片機將相應(yīng)的N值輸入BU2614, 即可達到選臺的目的。1/NLFVOCPD參考分頻器75kHzfrfosc fd圖18 收音機框圖單片機通過輸入BU2614相應(yīng)的N值，可以達到目的的選擇。2.10 電源電路     由于變?nèi)荻O管需要2.6-9.8V的反向偏置調(diào)諧電壓, 單片機工作電壓為 5V, 為滿足整機3V供電的要求, 我們采用DC-DC變換器MC34063。為提高電壓轉(zhuǎn)換效率, 用兩片MC34063分別將直流+3V 電壓升壓到+12V和+5V。

38、MC34063升壓輸出特性如下:Vout=1.25(R1/R2)。 一片IC8將3V電壓升至5V, 此時選Rl=2.7k,R2=8.2k。另外一片升至12V, 此時R1=4.7k,R2=40k。大電流條件下, 電源效率有所下降, 本機工作電流小,3V 單電源供電時, 電流僅為160mA時, 效率在80%以上。具體+3V 升壓為+5V和+12V電路如圖19所示。圖19 電源電路圖2.11 電臺鎖存電路自動搜索并存儲電臺是本收音機最突出的功能之一, 為了準確存臺, 僅僅靠對CXA1019調(diào)諧指示(腳)輸出作出高低電平識別是不可靠的。在本電路中 , 通過鎖相環(huán)CD4046將調(diào)諧指示端的電壓變化變換為

39、頻率信號。當接收到強電臺信號時, 由CF4046構(gòu)成的壓控振蕩器的圖20 鎖存電路圖    振蕩頻率在電臺信號最強處輸出頻率最低, 那么通過單片機跟蹤CD4O46的輸出頻率, 在檢測到某調(diào)頻頻率點的CD4046輸出頻率處于最低, 那么就可以判斷該調(diào)頻頻率點即為信號最強點, 單片機即可對該頻率點鎖存。圖20是用CD4046組成的V/F變換器示意圖。2.12 實時時鐘電路為了實現(xiàn)實時時鐘功能, 本電路采用了DS1302芯片, 該芯片具有時鐘/日歷功能, 電路中配備了兩粒紐扣式后備電池, 以保證DS1302在外電源中斷后正常計時, 在收音機開機后, 可以通過鍵

40、盤校準DS1302的時間、日歷。時鐘電路見圖21。DS1302與單片機的連接僅需要3條線：CE引腳、SCLK串行時鐘引腳、I/O串行數(shù)據(jù)引腳，Vcc2為備用電源，外接32.768kHz晶振，為芯片提供計時脈沖。圖21 時鐘電路圖2.13 顯示電路為了讓用戶能夠清楚當前的頻率波段，實現(xiàn)人機交流，因此采用LCD1602做一個顯示電路。字符的顯示  用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由6×8或8×8點陣組成，既要找到和屏幕上某些位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成

41、某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 漢字的顯示  漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼，每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5等奇數(shù)，右邊為2、4、6等偶數(shù)，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得

42、到一個完整漢字。關(guān)于LCD16021602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口第1腳：VSS為地電源。 第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：

43、E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15腳：背光源正極。 第16腳：背光源負極。數(shù)據(jù)讀寫如下：讀狀態(tài) 輸入 RS=L，R/W=H，E=H 輸出 D0-D7=狀態(tài)字寫指令 輸入 RS=L，R/W=L，D0-D7=指令碼，E=高脈沖 輸出 無讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H，R/W=H，E=H 輸出 D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H，R/W=L，D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出 無圖22 LCD顯示電路圖2.14矩陣式鍵盤電路AT89C51單片機的并行口P1接4×4矩陣鍵盤，以P1.0-P1.3作為輸入口，意P1.4-P

44、1.7作為輸入口。P1口輸出按鍵信息，在LCD上顯示每個按鍵的字符序號。顯示/鍵盤部分和系統(tǒng)中的主CPU之間的數(shù)據(jù)交換可以使用串口,AT89C51作為從器件;工作時,系統(tǒng)的主CPU只需將要顯示的數(shù)據(jù)通過串口,以某種格式發(fā)送到AT89C51即可。另外AT89C51使用一根I/O線作為向系統(tǒng)主CPU發(fā)送中斷申請的信號線,當有按鍵按下時,AT89C51分析識別后向系統(tǒng)主CPU發(fā)出中斷申請,系統(tǒng)主CPU響應(yīng)中斷后,向AT89C51發(fā)送顯示數(shù)據(jù),本設(shè)計的硬件電路如圖18所示。KEY11,KEY12,KEY13,KEY14,KEY21,KEY22,KEY23,KEY24分別對應(yīng)接AT89C51的P1.0-P1.7口。圖23 4×4矩陣鍵盤電路