基于51單片機無線調(diào)頻發(fā)射器設計論文

1發(fā)射距離大于20m,本系統(tǒng)可實現(xiàn)無明顯失真的語音傳輸。2旗語，都是人們尋求快速遠距離通信的手段。直到19世紀電磁學的理論與實踐面向21世紀的無線通信，無線通信的系統(tǒng)組成、信道特性、調(diào)制與編碼、1.2廣播的發(fā)展現(xiàn)狀在21世紀的今天，廣播的主要技術方式是調(diào)頻廣播，它是繼調(diào)幅廣播(20世紀20年代開始的)的第二代廣播，它開始于20世紀50年代，克服了中波廣播著城市規(guī)模的日益擴展，調(diào)頻發(fā)射臺的功率也跟著成可達60dB,大量超出需要的無效輻射，形成能源的巨大浪費；污染環(huán)境，大功率FM發(fā)射臺在天線附近周邊地區(qū)輻射場強超過環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準已是不爭的由于相關的國家標準和國家軍用標準及頻率規(guī)劃多是10年以前制定的，那31.3設計思路任何一個地區(qū)、一個城市都需要有很多專業(yè)的服務為了實現(xiàn)上述要求，本文作者采用單片機AT89S52和調(diào)頻專用發(fā)射芯片片機控制最小調(diào)整值為0.1MHz,具有單聲道/立體聲控制，實現(xiàn)了語音信息的短42系統(tǒng)概述置發(fā)射頻道，發(fā)射頻率的最小調(diào)整值為0.1MHz,具有單聲道/立體聲控制，發(fā)射距離在20--50米之間。調(diào)幅(AM)調(diào)頻(FM)點1.電路相對簡單1.傳送音頻頻帶窄2.傳播中易受干擾，噪聲大1.傳送音頻頻帶較寬(100Hz—5KHz)適宜于高保真音樂廣播2.抗干擾性強，內(nèi)設限幅器除去幅度干擾3.應用范圍廣，用于多種信息傳遞傳播衰減大，覆蓋范圍小分組成，系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。通過操作鍵盤可以設置和更改發(fā)射的頻率；單頻發(fā)射將輸入的音頻信號調(diào)制后通過載波發(fā)送出去5圖2-1無線調(diào)頻發(fā)射器的系統(tǒng)框圖63方案論證與比較3.1無線調(diào)頻發(fā)射電路設計方案論證與選擇方案1:采用單片調(diào)頻發(fā)射集成電路組成芯片MC2833。它可構成發(fā)射高頻率信號的功率放大器。電路由音頻放大器、可變電抗器、射頻振蕩器、輸出緩沖器以及放大電路構成。由集成芯片MC2833組成的調(diào)頻發(fā)射機，先將語音通過話筒變成音頻電壓信號送給音頻放大器進行音頻電壓放大，此音頻電壓信號經(jīng)耦合電容送給可變電抗的輸入端腳3去控制可變電抗，而由可變電抗以及電感、晶體與高頻振蕩器組成調(diào)頻振蕩電路，產(chǎn)生調(diào)頻波經(jīng)緩沖送給兩級二倍頻放大器。電路實現(xiàn)基本框圖如圖3-1所示。但由于該芯片涉及到的諧振回路較多，不易統(tǒng)調(diào)，因而頻率不易控制，導致信號不穩(wěn)定，容易跑臺，實現(xiàn)較為困難。圖3-1MC2833電路基本框圖方案2:采用集成芯片BA1404及相關電路構成。它主要由前置音頻放大器，立體聲調(diào)制器，F(xiàn)M調(diào)制器及射頻放大器組成。利用內(nèi)部參考電壓改變變?nèi)荻O管的電容值，可實現(xiàn)發(fā)射頻率的調(diào)整。圖3-2所示為電路框圖。此電路可實現(xiàn)立體聲調(diào)頻發(fā)射，典型調(diào)頻頻段為75-108MHz,振蕩頻率不易調(diào)整，尤其是低端頻率實現(xiàn)困難，難以實現(xiàn)要求頻段的調(diào)整。圖3-2BA1404電路基本框圖方案3:采用集成芯片BH1415F及相關電路構成。BH1415F是將預加重電路、7圖3-3壓控振蕩電路方案2:采用壓控振蕩器和變?nèi)荻O管，及一個LC諧振回路構成變?nèi)荻O84系統(tǒng)硬件電路的設計4.1單片機控制電路Flash存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),3個16位可編程定(1)中央處理器(2)程序存儲器AT89S52內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和1289企堆棧指示器SP暫存器2暫存器1介介介端口3驅(qū)動器寄存器器與數(shù)據(jù)指針DPTR程序計數(shù)器PC端口2驅(qū)動器端口0驅(qū)動器端口0鎖存器B寄存器W(7)中斷系統(tǒng)4.1.2引腳功能p1.0p1.1p1.2p1.4p1.5p1.6p1.74689(1)電源和晶振PO口的字節(jié)地址為80H,位地址為80H～87H。PO口既可以作為通用I/0口使用，也可以作為單片機系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用。當作為輸出口使用時，由于P1口的字節(jié)地址為90H,位地址為90H～97H。P1口只能作為通用I/0口使P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2/INTO(外部中斷0)P3.3/INT1(外部中斷1)P3.4TO(計時器0外部輸入)P3.5T1(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)(3)4根控制線4.2調(diào)頻調(diào)制發(fā)射電路4.2.2結構圖4.2.3允許的最大值表4-1BH1415F工作時允許的最大值(Ta=25℃基本電路測量)符號范圍單位條件電源電壓VVV功率工作溫度范圍℃4.2.4工作范圍表4-2BH1415F工作范圍(Ta=25℃)數(shù)值單位條件工作電源電壓VccV工作溫度Topr℃~預加重延時TPREV準(H)V準(L)(1)預加重電路預加重電路是一個非線性的音頻放大器，它的內(nèi)部工作點為1/2V是非線性放大器，所以輸入阻抗取決為內(nèi)部電阻R3=43KΩ,預加重時(2)限幅電路圖4-4限幅電路(3)低通濾波電路圖4-5低通濾波電路Cf=1/w0Rf=1/(2πX1.2C1=3QCf=3X0.577X83.28pF=144pF≈15C2=Cf/3Q=83.28p/(3X(4)立體聲調(diào)制電路音頻信號從第1腳和第22腳輸入后通過預加重信號。音頻信號和38KHz的副載波信號被多路復合器進行了平4.3鍵盤部分d排除多鍵、串鍵(復按)及去抖動。①鍵掃描綜上所述，鍵盤接口處理的核心內(nèi)容是測試有無閉合鍵，對閉合鍵進行去抖動處理，求得閉合鍵的鍵碼。為了使鍵盤操作更穩(wěn)定可靠，還可以加一些附加功能。例如屏蔽功能：在對一個閉合鍵已進行處理時，再按下其它鍵不會產(chǎn)生影響；對于一個鍵，不管按下多長時間，僅執(zhí)行一次鍵處理子程序等。(2)鍵盤接口的控制方式在單片機的運行過程中，何時執(zhí)行鍵盤掃描和處理，可有以下3種情況：①隨機方式，每當CPU空閑時執(zhí)行鍵盤掃描程序。②中斷方式，每當有鍵閉合時才向CPU發(fā)出中斷請求，中斷響應后執(zhí)行鍵盤掃描③定時方式，每隔一定時間執(zhí)行一次鍵盤掃描程序，定時可由單片機定時器完(3)鍵處理子程序在計算機中每一個鍵都對應一個處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉相應的鍵處理子程序(分支是使用JMP等散轉指令實現(xiàn)的),進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理，這樣就可以實現(xiàn)相應鍵所設定的功能[4。LC振蕩器起振條件相位平衡條件：Xce和Xbe必需為同性質(zhì)的電抗，Xcb必需為異性質(zhì)的電抗，且它們之間滿足下列關系：即幅度起振條件：qie——晶體管的輸入電導qL晶體管的等效負載電導，F(xiàn)u一般在0.1～0.5之間取值。4.5調(diào)頻放大電路4.6電源模塊設計為了能夠讓單片機和調(diào)頻發(fā)射部分更好，更穩(wěn)由于單片機所需的是+5V電源，經(jīng)濾波電容和三端穩(wěn)壓集成電路M三端穩(wěn)壓集成電路7805,7805能將大于7V～15V的直流電壓變換成5V的穩(wěn)定電壓。同時由于電流較大導致三端穩(wěn)壓集成電路44圖4-8電源電路圖4.6.2直流穩(wěn)壓電源的檢測穩(wěn)定性，所以采用如圖4-8的穩(wěn)壓電源，電源電路的主要部件采用集成的三端穩(wěn)壓器件如7812與7805,穩(wěn)壓電源輸入電壓范圍寬，輸出電壓穩(wěn)定，抗干擾能力表4-3穩(wěn)壓電源的測試結果輸入級(原)濾波穩(wěn)壓輸出輸出級+12V直流穩(wěn)壓電源5系統(tǒng)程序的設計首先，進行整個程序的初始化及清屏，開機時先顯示一下“088.0”,預制發(fā)射頻率為88MHz,送入BH1415F,然后進入查鍵和顯示函數(shù)的循環(huán)。當有按鍵按下時，程序判斷是哪個鍵被按下，然后執(zhí)行相應的按鍵功能，并調(diào)用數(shù)碼顯示，顯示所設置的發(fā)射頻率；當沒有鍵按下時，返回鍵盤掃描，再判斷是否有鍵被按下。本次程序設計的整體流程圖，如圖5-1所示：NY圖5-1程序設計整體流程圖延時函數(shù)在本系統(tǒng)中主要用于1ms的顯示延時和10ms的按鍵消抖。掃描函數(shù)使用單片機的兩個端口，一個端口用于輸出段碼，一個端口用于行掃描，以實現(xiàn)LED的動態(tài)顯示。掃描函數(shù)執(zhí)行一次約為4ms,在第二位LED顯示時點亮小數(shù)點。其程序流程圖如圖5-2所示：YN圖5-2動態(tài)掃描子函數(shù)流程圖將頻率數(shù)據(jù)由十進制BCD碼轉為十六進制數(shù)。5.5控制命令合成子程序BH1415F的頻率控制字為兩個字節(jié)(如圖5—3所示)。兩個字節(jié)中低11位(DO—D10)為頻率數(shù)據(jù)，其值乘以0.1即為BH1415F的輸出頻率(單位為MHz)。(PD1)位用于相位控制，通常為0,當分別為01和10時可使發(fā)射頻率在最低和最高處。D14(TO)和D15(T1)用于測試模式控制，通常為00,當為10時為測試模式。合成時將控制命令(5位)與數(shù)據(jù)的最高3位合成一個字節(jié)。延時4us延時4usVA帶進位右移1位N圖5-416位頻率數(shù)據(jù)發(fā)送程序流程圖圖5-58位數(shù)據(jù)發(fā)送子程序流程圖5.7查鍵子程序系統(tǒng)采用4×4行列式鍵盤。鍵盤部分應實現(xiàn)如下功能：首先，對鍵盤進行掃描，判斷是否有鍵被按下。如果沒有，則轉回鍵盤掃描，看下次是否有鍵被按下；如果有鍵被按下，則先對鍵進行去抖動，然后算出是哪個鍵被按下，再延時等待鍵釋放。因為每一個鍵都對應一個處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉相應的鍵處理子程序(分支是使用JMP等散轉指令實現(xiàn)的),進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實現(xiàn)該鍵所設定的功能。根據(jù)上述說明，畫出本次程序設計的鍵處理流程圖，如圖5-6所示：開始NNY00#鍵01#鍵…#鍵…#鍵圖5-6鍵處理流程圖6系統(tǒng)調(diào)試及性能分析6.2軟件調(diào)試6.3