基于单片机的RDS接收控制设计.doc

基于单片机的RDS接收控制设计.doc

《基于单片机的RDS接收控制设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的RDS接收控制设计.doc（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

目录

摘要 1

Abstract 2

第1章方案设计 3

1.1基于nRF401的接收控制设计 3

1.2基于RDS功能的接收控制设计 4

第2章接收模块设计 6

2.1接收模块硬件设计 6

2.1.1FM接收电路设计 6

2.1.2单片机控制电路的设计 7

2.1.3音频放大电路的设计 8

2.2接收部分软件设计 9

2.2.1QN8035的源程序 9

2.2.212864源程序 21

2.2.3单片机控制QN8035的程序 32

2.2.4I2C总线的源程序 36

结论 43

参考文献 44

附录 45

摘要

现代社会中，基于单片机的RDS接收控制模块是我们在生活、学习等各方面普遍接触到的商品的重要组成部分之一，如无线对讲机、收音机等。

它有效地为我们的生活提供了便利。

本文主要设计一个基于单片机的RDS接收控制模块。

采用嵌入式处理器芯片STC89C52RC控制，使用FM接收芯片QN8035接收信息。

本系统设计分为硬件设计和软件设计两部分。

硬件设计部分包含FM接收电路设计、单片机控制电路设计和音频放大电路设计；软件设计部分包含QN8035的源程序、12864源程序、单片机控制QN8035的程序和I2C总线的源程序。

然后通过Protel进行仿真，实现本次系统设计的功能。

关键词:

单片机STC89C52RC、QN8035、接收控制、RDS功能

Abstract

Inmodernsociety,basedonsinglechipmicrocomputerRDSreceptioncontrolmoduleisourlife,studyandsoonvariousaspectsincommonexposuretooneoftheimportantcomponentofthegoods,suchasradio,radio,etc.Iteffectivelyprovidesaconveniencetoourlives.

Inthispaper,wedesignaRDSreceiverbasedonsingle-chipmicrocomputercontrolmodule.UsingembeddedprocessorchipSTC89C52RCcontrol,theuseofFMreceiverchipQN8035receivinginformation.Thissystemisdividedintohardwaredesignandsoftwaredesigntwoparts.HardwaredesignpartcontainsanFMreceivercircuitdesign,theMCUcontrolcircuitdesign,andaudioamplifiercircuitdesign;SoftwaredesignsectioncontainsQN8035sourceprogram,12864sourceprogram,single-chipmicrocomputercontrolQN8035programsandsourcecodeoftheI2Cbus.ThensimulationbyProtel,canrealizethefunctionofthesystemdesign.

Keywords:

SCM,STC89C52RCandQN8035,receivesthecontrol,theRDSfunction

基于单片机的RDS接收控制设计

第1章方案设计

1.1基于nRF401的接收控制设计

nRF401是Nordic公司研制的单片UHF无线收发芯片，工作在433MHzISM（Industrial,ScientificandMedical）频段。

它采用FSK调制解调技术，抗干扰能力强，并采用PLL频率合成技术，频率稳定性好，发射功率最大可达10dBm，接收灵敏度最大为－105dBm，数据传输速率可达20Kbps，工作电压在+3～5V之间。

nRF401无线nRF401无线收发芯片所需外围元件较少，并可直接接单片机串口。

nRF401芯片内包含有发射功率放大器（PA）、低噪声接收放大器（LNA）、晶体振荡器（OSC）、锁相环（PLL）、压控振荡器（VCO）、混频器（MIXFR）、解调器（DEM）等电路。

在接收模式中，nRF401被配置成传统的外差式接收机，所接收的射频调制的数字信号被低噪声效大器放大，经混频器变换成中频，放大、滤波后进入解调器，解调后变换成数字信号输出（DOUT端）。

在发射模式中，数字信号经DIN端输入，经锁相环和压控振荡器处理后进入到发射功率放大器射频输出。

由于采用了晶体振荡和PLL合成技木，频率稳定性极好；采用FSK调制和解调，抗干扰能力强。

50Ω的单端天线通过差分转换匹配网络连接到nRF401的ANT1和ANT2引脚。

使用nRF401的ANT1和ANT2引脚是接收时低噪声接收放大器LNA的输入，以及发送时发射功率放大器PA的输出。

连接nRF401的天线可以以差分方式连接到nRF401，一个50Ω的单端天线也可以通过一个差分转换匹配网络连接到nRF401。

环形天线nRF401，整个环形天线可以做在PCB上，对比传统的鞭状天线或单端天线，不仅节省空间和生产成本，机构上也更稳固可靠，图1.1基于nRF401无线收发设计的框图。

话

筒

功效

前置放大

nRF401

单片机

图1.1基于nRF401无线数字对讲系统设计的框图

1.2基于RDS功能的接收控制设计

调频发射部分：

与QN8035接收机模块配对的是以QN8027芯片为中心的发射模块，可以实现音频和RDS的发射。

单片机我们使用开发板，这样解决了我们编写软件时没有硬件的问题，并且开发板每个管脚可以用跳线引出，接线方便。

QN8027是一颗高性能、低能耗、全功能的立体声调频发射单芯片，主要适用于便携式音频和视频播放器、汽车配件、手机及GPS个人导航设备等。

QN8027集成了完整的FM发射、空台扫描，以及天线自动调谐等功能。

先进的数字架构使变量输入增益可编程，可选预加重，提供了精确的MPX立体声编码，基于PLL的低噪声调制以及纯净的频谱。

QN8027凭借其体积小巧，所需外部元件数量少，并且支持多个时钟频率，很容易被集成到多种小型低功耗便携式应用中。

QN8027集成了稳压器使它可以直接连接电池，并提供高电源纹波抑制比可以更高效地抑制噪声。

具有低功耗待机模式，能充分延长电池使用时间。

所有管脚都有静电保护。

QN8027应用高可靠性的CMOS制程制造。

调频接收机：

在众多的FM接收模块中我们选择使用QN8035芯片为中心的模块。

QN8035是一颗高性能、低能耗、全功能的立体声调频接收单芯片，主要适用于手机、MP3播放器及便携式收音机等。

QN8035支持RDS/RBDS数据接收。

接收射频信号首先由一个低噪声放大器，然后向下转换为一个中间频率传给正交混频器。

为了改善音质，抑制噪音，正交混频器可被编程在高端或低端注入。

每个通道使用滤波器抑制干扰信号。

它还可以接收RDS信息，内容可以通过LCD显示。

高功率32Ω负载音频输出，直接耳机驳接，无需外接音频放大，图1.2基于QN8027、QN8035无线收发系统设计框图。

FM射频放大

话筒

8027

前置放大

单片机

8035

音频功放

扬声器

单片机

图1.2基于QN8027、QN8035无线数字对讲系统设计框图

综上比较两种方案，考虑系统的便携性，效率以及成本问题nRF401虽然可以符合设计要求，所需外围较少，可直接与串口相接，但是QN8035开发板每个管脚可以用跳线引出，接线方便,QN8027应用高可靠性的CMOS制程制造,更加适合本设计的要求，因此采用方案二来实现这个系统。

第2章接收模块设计

2.1接收模块硬件设计

2.1.1FM接收电路设计

QN8035是一颗高性能、低能耗、全功能的立体声调频接收单芯片，主要适用于手机、MP3播放器及便携式收音机等。

QN8035支持RDS/RBDS数据接收。

支持全球FM波段发射；76MHz~108MHz全波段调步长50/100/200kHz；50/75μs去加重；易于集成；小封装，提供2.5x2.5mmQFN16和3x3MSOP10两种封装；支持32.768kHz~MHz的时钟输入；I2C控制接口；低功耗；典型值13mA；VCC:

2.7~5.0V，集成稳压器，可直连电池；VIO:

1.6~3.6V,VCC:

2.7~5.0V；省电和待机模式；极小关断电流；提供1.6~3.6V数字接口；高性能；优越的灵敏度，优于1.5μVEMF；63dB立体声信噪比,0.03%THD；集成了音频处理（SNC,HCC,SM）；改进了自动搜台功能；L/R声道分离45dB；RDS/RBDS接收机；支持美国和欧洲的数据服务；稳健运行；在-250C到+850C范围内运；所有输入和输出管脚都有静电保护。

图2.1.1是QN8035FM接收电路框图。

图2.1.1QN8035接收电路内部图

2.1.2单片机控制电路的设计

STC89C52单片机具有以下特点:

增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.[2]​；工作电压：

5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）；工作频率范围：

0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz；用户应用程序空间为8K字节；片上集成512字节RAM；通用I/O口（32个），复位后为：

P0/P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；具有EEPROM功能；具有看门狗功能；共3个16位定时器/计数器。

即定时器T0、T1、T2；外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART；工作温度范围：

-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）；PDIP封装。

图2.1.2是STC89C52RC控制QN8035的电路图。

图2.1.2STC89C52控制QN8035电路

2.1.3音频放大电路的设计

由于QN8035与QN8027均是双信道接收机，所以音频放大的时候也要选择双信道音频放大。

音频放大电路主要用来向扬声器中送去驱动信号，它可以将功率进行放大。

图2.1.3是音频放大电路。

图2.1.3音频放大电路

2.2接收部分软件设计

2.2.1QN8035的源程序

/******************QN8035.h**