基于51单片机无线调频发射器设计论文

1发射距离大于20m,本系统可实现无明显失真的语音传输。2旗语，都是人们寻求快速远距离通信的手段。直到19世纪电磁学的理论与实践面向21世纪的无线通信，无线通信的系统组成、信道特性、调制与编码、1.2广播的发展现状在21世纪的今天，广播的主要技术方式是调频广播，它是继调幅广播(20世纪20年代开始的)的第二代广播，它开始于20世纪50年代，克服了中波广播着城市规模的日益扩展，调频发射台的功率也跟着成可达60dB,大量超出需要的无效辐射，形成能源的巨大浪费；污染环境，大功率FM发射台在天线附近周边地区辐射场强超过环境电磁波卫生标准已是不争的由于相关的国家标准和国家军用标准及频率规划多是10年以前制定的，那31.3设计思路任何一个地区、一个城市都需要有很多专业的服务为了实现上述要求，本文作者采用单片机AT89S52和调频专用发射芯片片机控制最小调整值为0.1MHz,具有单声道/立体声控制，实现了语音信息的短42系统概述置发射频道，发射频率的最小调整值为0.1MHz,具有单声道/立体声控制，发射距离在20--50米之间。调幅(AM)调频(FM)点1.电路相对简单1.传送音频频带窄2.传播中易受干扰，噪声大1.传送音频频带较宽(100Hz—5KHz)适宜于高保真音乐广播2.抗干扰性强，内设限幅器除去幅度干扰3.应用范围广，用于多种信息传递传播衰减大，覆盖范围小分组成，系统框图如图2-1所示。通过操作键盘可以设置和更改发射的频率；单频发射将输入的音频信号调制后通过载波发送出去5图2-1无线调频发射器的系统框图63方案论证与比较3.1无线调频发射电路设计方案论证与选择方案1:采用单片调频发射集成电路组成芯片MC2833。它可构成发射高频率信号的功率放大器。电路由音频放大器、可变电抗器、射频振荡器、输出缓冲器以及放大电路构成。由集成芯片MC2833组成的调频发射机，先将语音通过话筒变成音频电压信号送给音频放大器进行音频电压放大，此音频电压信号经耦合电容送给可变电抗的输入端脚3去控制可变电抗，而由可变电抗以及电感、晶体与高频振荡器组成调频振荡电路，产生调频波经缓冲送给两级二倍频放大器。电路实现基本框图如图3-1所示。但由于该芯片涉及到的谐振回路较多，不易统调，因而频率不易控制，导致信号不稳定，容易跑台，实现较为困难。图3-1MC2833电路基本框图方案2:采用集成芯片BA1404及相关电路构成。它主要由前置音频放大器，立体声调制器，FM调制器及射频放大器组成。利用内部参考电压改变变容二极管的电容值，可实现发射频率的调整。图3-2所示为电路框图。此电路可实现立体声调频发射，典型调频频段为75-108MHz,振荡频率不易调整，尤其是低端频率实现困难，难以实现要求频段的调整。图3-2BA1404电路基本框图方案3:采用集成芯片BH1415F及相关电路构成。BH1415F是将预加重电路、7图3-3压控振荡电路方案2:采用压控振荡器和变容二极管，及一个LC谐振回路构成变容二极84系统硬件电路的设计4.1单片机控制电路Flash存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),3个16位可编程定(1)中央处理器(2)程序存储器AT89S52内部有128个8位用户数据存储单元和1289企堆栈指示器SP暂存器2暂存器1介介介端口3驱动器寄存器器与数据指针DPTR程序计数器PC端口2驱动器端口0驱动器端口0锁存器B寄存器W(7)中断系统4.1.2引脚功能p1.0p1.1p1.2p1.4p1.5p1.6p1.74689(1)电源和晶振PO口的字节地址为80H,位地址为80H～87H。PO口既可以作为通用I/0口使用，也可以作为单片机系统的地址/数据线使用。当作为输出口使用时，由于P1口的字节地址为90H,位地址为90H～97H。P1口只能作为通用I/0口使P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2/INTO(外部中断0)P3.3/INT1(外部中断1)P3.4TO(计时器0外部输入)P3.5T1(计时器1外部输入)P3.6/WR(外部数据存储器写选通)P3.7/RD(外部数据存储器读选通)(3)4根控制线4.2调频调制发射电路4.2.2结构图4.2.3允许的最大值表4-1BH1415F工作时允许的最大值(Ta=25℃基本电路测量)符号范围单位条件电源电压VVV功率工作温度范围℃4.2.4工作范围表4-2BH1415F工作范围(Ta=25℃)数值单位条件工作电源电压VccV工作温度Topr℃~预加重延时TPREV准(H)V准(L)(1)预加重电路预加重电路是一个非线性的音频放大器，它的内部工作点为1/2V是非线性放大器，所以输入阻抗取决为内部电阻R3=43KΩ,预加重时(2)限幅电路图4-4限幅电路(3)低通滤波电路图4-5低通滤波电路Cf=1/w0Rf=1/(2πX1.2C1=3QCf=3X0.577X83.28pF=144pF≈15C2=Cf/3Q=83.28p/(3X(4)立体声调制电路音频信号从第1脚和第22脚输入后通过预加重信号。音频信号和38KHz的副载波信号被多路复合器进行了平4.3键盘部分d排除多键、串键(复按)及去抖动。①键扫描综上所述，键盘接口处理的核心内容是测试有无闭合键，对闭合键进行去抖动处理，求得闭合键的键码。为了使键盘操作更稳定可靠，还可以加一些附加功能。例如屏蔽功能：在对一个闭合键已进行处理时，再按下其它键不会产生影响；对于一个键，不管按下多长时间，仅执行一次键处理子程序等。(2)键盘接口的控制方式在单片机的运行过程中，何时执行键盘扫描和处理，可有以下3种情况：①随机方式，每当CPU空闲时执行键盘扫描程序。②中断方式，每当有键闭合时才向CPU发出中断请求，中断响应后执行键盘扫描③定时方式，每隔一定时间执行一次键盘扫描程序，定时可由单片机定时器完(3)键处理子程序在计算机中每一个键都对应一个处理子程序，得到闭合键的键码后，就可以根据键码，转相应的键处理子程序(分支是使用JMP等散转指令实现的),进行字符、数据的输入或命令的处理，这样就可以实现相应键所设定的功能[4。LC振荡器起振条件相位平衡条件：Xce和Xbe必需为同性质的电抗，Xcb必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系：即幅度起振条件：qie——晶体管的输入电导qL晶体管的等效负载电导，Fu一般在0.1～0.5之间取值。4.5调频放大电路4.6电源模块设计为了能够让单片机和调频发射部分更好，更稳由于单片机所需的是+5V电源，经滤波电容和三端稳压集成电路M三端稳压集成电路7805,7805能将大于7V～15V的直流电压变换成5V的稳定电压。同时由于电流较大导致三端稳压集成电路44图4-8电源电路图4.6.2直流稳压电源的检测稳定性，所以采用如图4-8的稳压电源，电源电路的主要部件采用集成的三端稳压器件如7812与7805,稳压电源输入电压范围宽，输出电压稳定，抗干扰能力表4-3稳压电源的测试结果输入级(原)滤波稳压输出输出级+12V直流稳压电源5系统程序的设计首先，进行整个程序的初始化及清屏，开机时先显示一下“088.0”,预制发射频率为88MHz,送入BH1415F,然后进入查键和显示函数的循环。当有按键按下时，程序判断是哪个键被按下，然后执行相应的按键功能，并调用数码显示，显示所设置的发射频率；当没有键按下时，返回键盘扫描，再判断是否有键被按下。本次程序设计的整体流程图，如图5-1所示：NY图5-1程序设计整体流程图延时函数在本系统中主要用于1ms的显示延时和10ms的按键消抖。扫描函数使用单片机的两个端口，一个端口用于输出段码，一个端口用于行扫描，以实现LED的动态显示。扫描函数执行一次约为4ms,在第二位LED显示时点亮小数点。其程序流程图如图5-2所示：YN图5-2动态扫描子函数流程图将频率数据由十进制BCD码转为十六进制数。5.5控制命令合成子程序BH1415F的频率控制字为两个字节(如图5—3所示)。两个字节中低11位(DO—D10)为频率数据，其值乘以0.1即为BH1415F的输出频率(单位为MHz)。(PD1)位用于相位控制，通常为0,当分别为01和10时可使发射频率在最低和最高处。D14(TO)和D15(T1)用于测试模式控制，通常为00,当为10时为测试模式。合成时将控制命令(5位)与数据的最高3位合成一个字节。延时4us延时4usVA带进位右移1位N图5-416位频率数据发送程序流程图图5-58位数据发送子程序流程图5.7查键子程序系统采用4×4行列式键盘。键盘部分应实现如下功能：首先，对键盘进行扫描，判断是否有键被按下。如果没有，则转回键盘扫描，看下次是否有键被按下；如果有键被按下，则先对键进行去抖动，然后算出是哪个键被按下，再延时等待键释放。因为每一个键都对应一个处理子程序，得到闭合键的键码后，就可以根据键码，转相应的键处理子程序(分支是使用JMP等散转指令实现的),进行字符、数据的输入或命令的处理。这样就可以实现该键所设定的功能。根据上述说明，画出本次程序设计的键处理流程图，如图5-6所示：开始NNY00#键01#键…#键…#键图5-6键处理流程图6系统调试及性能分析6.2软件调试6.3