数控调频发射机的设计毕业设计 精品Word下载.docx

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发射频率；

AT89C52；

C语言

BasedonAT89C52numericalcontroldesignoftheFMtransmitter

Abstract:

ThispaperintroducesthedesignprinciplesandmethodsofthenumericalcontrolFMtransmitter.ThesystemismainlyatthecoredesignofAT89C52single-chipandJapan'

sRohmcompany’sFMtransmitterASICBH1415FdesigntheFMtransmitter.FMtransmitter’scircuitofthehardwaremodulehasthreecomponents:

Partofsingle-chipcontrol,FMtransmittermodulationandthepowersystem;

theFMtransmitterusingClanguagesoftware.ItcanuseAT89C52toachievethescopeof80.0MHz-109.9MHzfrequencyarbitrarilysetthefiringfrequencycontrol,andthefiringfrequencyisstableandeasytoachieve.Keyboardcanbepre-set11channels,thesmallestadjustmentvalueforthefiringfrequencyis0.1MHz,withMono/Stereocontrolfunction,anditcanbewidelyusedintheschoolradio,andtelevisiondirectoratthescene,automotivenavigationandwirelessspeechesatthescene.

KeyWords:

BH1415F;

firingfrequency;

AT89C52;

Clanguage

引言

常用的对载波的调制方式，除了振幅调制外，还有频率调制，以及1937年里布斯发明的脉冲编码调制（PCM）等。

在调频发射历史上，阿姆斯特朗的英名为人们所熟悉，是原于1933年他发明的频率调制方法，开创了崭新的高质量通信方式棗调频广播，开始了高保真优质广播的新时代。

频率调制，简称调频。

进行这种调制时，载波的振幅保持不变，而根据要传送声音、图像信号的变化，来改变载波的频率。

与调幅方式相比，调频方式更适合于传送立体声、电视节目的伴音信号及微波中继站传送的长途电话等。

因此，调频至今仍是广泛使用的一种调制方式。

调幅广播的噪音大，易受外界条件的干扰，从而影响收听的效果。

为了提高广播的质量，早在20年代，阿姆斯特朗就开始研究如何消除调幅无线电波噪声的方法。

但经过长期观察，他发现，要完全消除调幅无线电波的噪声是不可能的。

因此，需要寻找新的调制信号的方法。

在调制时，用音频信号去控制高频无线电信号的频率，使频率随音频信号而改变，但让它的振幅保持不变，在接收端再利用解调器把调制信号取出。

为了使自己的这项新技术很快应用于无线电广播和通信，阿姆斯特朗在1933年建造起功率为50千瓦的私人调频发射台做过试验。

结果表明，调幅信号已被噪声掩盖，而调频信号却仍然十分清晰。

他建立的调频无线电发射系统，几乎完全消除了外界的干扰，因此能使用比调幅广播更宽的波段，进行高保真的广播。

他还研究出一种巧妙的方法，能在同一频率同时播出几套调频节目。

在第二次世界大战期间，交战的欧洲各国都把注意力集中于无线电在军事方面的应用。

但是，美国除了在军事上广泛应用无线电技术外，对调频技术的推广也给予足够的重视。

1941年元旦，美国25家调频电台同时开业，在世界上首先开始了调频广播。

1945年，第二次世界大战结束。

调频技术在得到进一步发展的同时，调频广播的优点更加明显。

50年代，许多国家，特别是很多欧洲国家陆续建立起调频广播电台，从此，广播进入了一个全新的高保真时代。

60年代，调频广播得到迅速的发展。

1961年6月1日，调频立体声广播正式开播，60年代中期得到飞速的发展。

从70年代后期开始，有些国家开始研究立体感更强的调频立体声广播，如四声道全景声广播和立体环绕声广播等。

目前，调频广播发展的趋势是向数字化方向发展。

如数字音频广播（DAB、DMB），数字音频广播（DAB、DMB）目前在国际上已经是一种比较成熟的技术，在我国现在正进行试验和推广。

本设计就是在这种潮流下，自制的一个通用与校园等小范围内的发射系统。

第一章

绪论

§

1.1课题功能概述

本数控调频调频发射台可在80.0-109.9MHz范围内任意设置发射频率，用1602液晶显示器显示频率波段；

可以预置11个频道，发射频率最小调整值为0.1MHz；

具有立体声/单声道控制；

带立体声发射指示功能。

1.2方案设计

方案一：

利用BA1404和单片机设计数控调频发射台。

设计框图如下：

图1.1BA1404和单片机设计数控调频发射机台设计框图

方案二：

利用BH1415F和单片机设计数控调频发射台，其设计框图如下：

图1.2数控立体声调频发射机台设计原理框图

上述两个方案，在单片机控制发射频率部分我们都采用相同的电路；

在调制频率控制发射部分，如果选择BA1404芯片，由于BA1404内部不含锁相环电路，使用时间一长很容易跑频，用在频率高的地方不合适。

解决这个问题必须在BA1404芯片外部再接一个锁相环电路，调试起来很麻烦，不易成功。

基于这一点，我选择BH1415F，它拥有良好的性能，一方面芯片的集成度进一步加强，它把音频输入端的预加重电路、稳幅电路、低通滤波电路集成在了一起，使得音色得到很大改善，更重要的是，它内含锁相环电路，不仅减少的多加的外部电路对系统的负面影响，而且使得系统频率稳定度非常好，这是调频发射台一个很重要的性能指标。

同时它还可以通过串行口与单片机直接进行通信。

基于以上几点原因，我选择方案二。

第二章

调频发射台系统硬件设计

2.1立体声调频发射台系统工作原理

BH1415F控制的数控立体声调频发射台工作原理框图如图所示。

图2.1数控立体声调频发射台设计原理框图

本系统采用单片机控制发射频率方式工作。

发射频率范围为80.0—109.9MHz。

通过T0-T3分别控制发射频率的百位、十位、个位、小数位，百位只能是0或1。

当百位为0时，十位为8或9；

当百位为1时，十位只能为0。

个位及小数位为0-9之中的任意数。

T1-T11设置为频率预置键，可以预置11个频道；

T14设置为单声道/立体声预置键。

通过T0-T3输入发射频率或按预置键，单片机可以将发射频率用LCD液晶显示屏显示出来，同时将发送频率和控制字组合的控制码发送给调频发射专用集成电路BH1415F。

由于BH1415F的频率控制码为16位，所以单片机先将显示的十进制BCD码转化为高5位为0的频率控制数据，频率控制数据再和BH1415F的5位控制位组成控制码，然后发送出去。

在调频调制发射部分，调频发射专用集成电路BH1415F先用本身带的预加重电路对立体声音频信号进行非线性放大，然后送到高频振荡电路进行调制，最后发射出去。

与此同时，取出调制信号频率和单片机输入的基准发射频率比较，如果两者不同，那么，就会产生一个偏差信号，这个信号经过低通滤波电路，对原来的调制信号进行修正，正因为有这个PLL电路，使得发射台发射频率十分稳定。

由于BH1415F内置前置补偿电路、限制器电路和低通滤波电路，因此，系统具有良好的音色。

2.2单片机控制发射频率模块设计

2.2.1AT89C52单片机的结构和原理

所谓单片机，就是在一片硅片上集成了中央处理器、存储器、和各种输入输出接口（定时器/计数器、串行口、I/O、A/D转换器、D/A转换器）的单片微型计算机。

由于单片机主要用于实时控制，并通常作为其他系统的组成部分使用，所以又称为嵌入式控制器。

其主要包括下列硬件资源：

Ø

面向控制的8位CPU；

8K字节程序存储器ROM；

128字节数据存储器RAM；

片内振荡器及时钟电路；

三个16位定时器/计数器；

可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的电路；

32条可编程的线（四个8位并行I/O端口）；

一个可编程全双工串行口；

CPU是单片机内部的核心器件。

AT89C52单片机的CPU由运算器、控制器、位处理器（布尔处理机）组成。

AT89C52单片机的存储器配置：

51系列单片机存储器结构的主要特点是采用程序存储器和数据存储器寻址空间分开的哈佛结构。

除（8031和8051）外，51系列单片机有4个物理上相互独立的存储器空间，即内、外程序存储器和内、外数据存储器。

从用户编程使用的角度来看，存储器可分为3个逻辑地址空间：

片内外统一编址的64KB（0000H-0FFFFH）的程序存储器地址空间；

256B（00H-0FF）的内部数据存储器空间；

64KB（0000H-0FFFFH）的外部数据存储器地址空间。

为了区分不同的存储器地址空间，采用不同的指令来访问这3个不同的逻辑空间。

AT89C52单片机的并行I/O接口：

AT89C52单片机共有4个8位的并行接口P0,P1,P2,P3，共32根I/O线。

每个口主要由4部分构成：

端口锁存器，输入缓冲器，输出驱动器和引至芯片外的端口引脚。

他们都是双向通道，每一条I/O都能独立地用作输入或输出，作输入时数据可以锁存，作输入时数据可以缓冲。

但这4个通道的功能是不完全相同的。

复位电路：

复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。

上电自动复位是通过外部复位电路的充电来实现的。

只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现上电自动复位，即接通电源就完成系统的复位初始化。

按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。

其中按键电平复位是通过按键使复位端经电阻与电源Vcc接通而实现的。

复位电路虽然简单，但他的作用非常重要，一个单片机能否正常运行，首先要检查是否能复位成功。

初步检查可以用示波器探头监视RST引脚，按下复位键，观察是否有足够的幅度的波形输出（瞬时的），还可以通过改变复位电路阻值容值进行实验。

2.2.2键盘控制电路设计

在设计键盘过程中，用2个键来分别控制频率的增减，可以进行微调。

用一个键来控制立体声和单声道以及它们的显示。

为了使用方便需要设置几个频率预制键，到时候只需按一下某个键，显示器立即显示该频率并且单片机会同时将该频率处理、发送给调频发射专用芯片，基于这种情况我选择4*4矩阵式键盘