E+机电学院+机自+张思成

1、题号：E武汉理工大学第四届电工电子创新设计大赛设计报告题目：参赛者： 学院班级： 联系方式： 评分标准：简易无线电遥控系统张思成机自090615871435082项LI满分得分基本要求论文结构完整性10理论分析与计算20硬件电路设计与器件选择45分析及结论20创新特色5总分31方案比较设计与论证31.1调制体制的方案论证与选择31.2发射接收模块的设计方案论证与选择31.3数据传输的设计方案论证与选择31.4 系统组成42单元硬件电路设计52.1发射部分电路的设计52.2锁相环电路设计52. 3PT2262/2272编码/解码电路设计72. 4抗干扰措施73软件设计73. 2发射部分程序设计7

2、3. 3接收部分程序设计84性能测试94. 1发射部分的指标测试和测试结果94.2接收部分的指标测试和测试结果104.4结果分析125总结及创新12参考文献12附录1图1发射部分电路图13附录1图2接收部分电路图14附录1图3锁相环电路图15简易无线电遥控系统（E题）摘要：本文介绍了无线电遥控发射机和接收机的设计方法，发射部分采用锁相环 式频率合成器技术，MC145152和HC12022芯片组成锁相环，将载波频率精确锁 定在10MHz, MC2831实现对载波的调频调制，输出功率达到设计要求。接收部 分以大规模FM集成芯片MC3372为主体，灵敬度、镜像抑制、信噪比等各项 性能指标均达到设汁要

3、求。釆用PT2262/2272编码/解码电路实现了数据传输等 功能；AT89S52作为整个系统的控制部分；显示采用128X64点阵型液晶显示。 经测试，整机功能齐全，各项性能指标符合系统要求，接收波形稳定，无明显失 真。关键词锁相环，灵敏度，编码/解码1方案比较设计与论证1.1调制体制的方案论证与选择方案一：采用调幅体制。其工作原理是：载波振荡器产生标准的载波信号, 一路是输入信号经语音放大后在AM调制器中进行幅度调制；列一路是信号进入 基带信号放大与整形电路后与载波信号进行幅度调制；调制后，功放级将调制后 的信号的功率放大到所需发射的功率，再经天线发射出去。方案二：釆用调频体制。它山三部分组

4、成，即频率合成器和FH波的缓冲放 大器。频率合成器的作用是产生一个振荡频率稳定度极高的FM信号，它是调制 器的核心部件。本系统可以釆取调幅体制或调频体制。调频系统与调幅系统相比，具有较 强的抗干扰能力。1. 2发射接收模块的设计方案论证与选择FH专业接收电路常采用大规模集成IC大规模集成芯片来实现。方案一：采用CXA1019作为接收机电路的核心IC。CXA1019是日本索尼公 司研制的单片大规模接收机电路，它包含了 AM/FM收音机从天线输入、高频放大、 混频、本振到中频放大、检波直至低频（音频）功率放大的所有功能。除此之外, 还具有调谐指示，电子音量控制等一些辅助功能。方案二：釆用MC283

5、1, MC3372作为发射接收机电路的核心IC。MC2831无 线电发射专用集成电路是美国摩托罗拉公司生产的无线电调频（FM）发射专用器 件。此器件与MC3372系列无线电接收集成电路配合使用，可制成小型化、高性 能、大功率的对讲机、电话机以及无线电遥控等设备。上述两种方案实现的功能基本相同，但MC2831与MC3372调整简单等优点; 且它的宽电压适应范圉和静噪功能也是CXA1019所力所不能及的。故选用方案O1. 3数据传输的设计方案论证与选择方案一：采用二进制振幅键控（ASK）调制与解调法。ASK有乘法器实现法 和键控法两种实现方法,其数字信号与载频为E的余弦信号进行混频得到调制信 号；

6、振幅键控信号解调有两种方法，即同步解调法和包络解调法，信号经过带通 滤波器抑制来自信道的带外干扰，相乘器进行频谱反相搬移，以恢复基带信号。 低通滤波器用来抑制相乘器产生的高次谐波干扰。方案二：采用微控制器和PT2262/2272组成的编码/解码电路oPT2262/2272 发射接收电路原理框图分别如图1-1和图1-2所示。在发射端，微控制器对PT2262 的地址位进行预置，同时输入信号，通过微控制器进行短信编码后产主相应的数 据去预置PT2262的数据位后，再调制发射出去；接收端，把接收到的信号进行 解调放大后，送至PT2272,解码后在数据位产生对应的数据，通过微控制器进 行控制。图1-1采

7、用PT2262编码电路的发射原理框图图1-2采用2272解码电路的接收原理框图上述两种方案都可以发送并且接收数字信号，但它们的原理不同，方案一 是采用数字调制，而本设计发射部分的主体是频率合成技术，数字调制则无法把 数字信号调制发射出去；方案二采用常用的PT2262/2272编码/解码电路，可靠 性高，且与系统兼容；综上所述，本设计釆用方案二。1. 4系统组成系统主要分为发射和接收两大模块，经过方案比较与论证，发射和接收部 分的组成框图分别如图1-3和图1-4所示。其中发射部分的集成电路MC2831、 MC145152. MCI2022低通滤波器和晶振构成锁相环频率合成器、数据编码器、 单片机

8、进行数据处理、按键处理、LCD驱动。接收部分山接收模块、数据接收 模块以及控制模块四大部分组成，单片机起控制作用。山于电路中既有数字电路 乂有高频电路，需将高频地和数字地分开以及高频电路用金属屏蔽隔离，以减小 交叉调制等干扰。图1-4接收部分组成框图2单元硬件电路设计2.1发射接收部分电路的设计22锁相环电路设计加入自动相位控制环节，即锁相环，来稳定发射频率。发射频率经反馈， 与晶振产生的标准信号做比较，在锁相环的跟踪下，发射频率始终向标准信号逼 近，最终被锁定在标准频率上，达到与参考晶振同样的稳定度。锁相环电路 MC145152是大规模集成锁相环，集鉴相器、可编程分频器、参考分频器于一体,

9、分频器的分频系数可山并行输入的数据控制，其内部框图如图2-3所示。图2-3 MC145152内部框图2. 2. 1参考分频参考晶振从OSQ、OSJ接入，芯片内部的FR参考分频器提供8种不同的 分频系数，对参考信号进行分频。RffllllR.0, Rax,氐设定。本设计中，参考晶振 为10. 24MHz,所以取RaoRa1Ra2=1O 1时，即R=1024,对晶振频率进行1024分频。 2. 2. 2可编程分频由于发射部分的频率高达10MHz, MC145152的电路无法对其直接分频，必 须先用ECL电路的高速分频器进行预分频，把频率降低，然后山MC145132继续 分频，得到一个参考频率相等的

10、频率，并进行鉴相。为使分频系数连续可调，可 编程分频电路釆用的是呑咽脉冲计数法，它由ECL (非饱和型逻辑电路)的高速 分频器MC12022及MC145152内部的三力减法计数器，SV减法计数器构成。如图 2-4所示。图2-4吞咽脉冲计数器原理图参考频率E=10kHz,则输出频率f= (PN+A) fr= (64A+M) X 10kHz(1)本设计中，要使发射频率为lOMHzo先令A=0,则f-A) /P= (10X10710X103) /64二 15.63(2)取 N =15 = 00001111B,进而A= (/7 f_P2 (10X 10710X103) 一64X15=40 = 00101000B(3)山此可得，即给MC145152的N。和扎A。口预置相应的数值，这就实现 了对发射频率的控制。2. 2. 3鉴相模拟鉴相器对输入其中的两个信号进行相位比较，一个是由稳定度很高的 标准晶振经过分频得到的，另一个是山压控振输出频率经分频反馈回来的，这两 个信号通过鉴相器，也就是经过一个模拟乘法器后得到一个相位误差信号。设两 个输入信号分别为：hjr(t) = urm sine+ crr mb 9i J ti fi 9i 7 7 7 7 7GCT-L6oN和