【正文】 ，早在 20 年代，阿姆斯特朗就開始研究如何消除調(diào)幅無線電波噪聲的方法。但經(jīng)過長期觀察，他發(fā)現(xiàn)，要完全消除調(diào)幅無線電波的噪聲是不可能的。因此，需要尋找新的調(diào)制信號的方法。 在調(diào)制時，用音頻信號去控制高頻無線電信號的頻率，使頻率隨音頻信號而改變，但讓它的振幅保持不變，在接收端再利用解調(diào)器把調(diào)制信號取出。為了使自己的這項新技術(shù)很快應(yīng)用于無線電廣播和通信，阿姆斯特朗在 1933 年建造起功率為 50 千瓦的私人調(diào)頻發(fā)射臺做過試驗。結(jié)果表明，調(diào)幅信號已被噪聲掩蓋，而調(diào)頻信號卻仍然十分清晰。他建立的調(diào)頻無線電發(fā)射系統(tǒng)，幾乎完全消除了 外界的干擾，因此能使用比調(diào)幅廣播更寬的波段，進行高保真的廣播。他還研究出一種巧妙的方法，能在同一頻率同時播出幾套調(diào)頻節(jié)目。在第二次世界大戰(zhàn)期間，交戰(zhàn)的歐洲各國都把注意力集中于無線電在軍事方面的應(yīng)用。但是，美國除了在軍事上廣泛應(yīng)用無線電技術(shù)外，對調(diào)頻技術(shù)的推廣也給予足夠的重視。 1941 年元旦，美國 25 家調(diào)頻電臺同時開業(yè)，在世界上首先開始了調(diào)頻廣播。 1945 年，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束。調(diào)頻技術(shù)在得到進一步發(fā)展的同時，調(diào)頻廣播的優(yōu)點更加明顯。 50 年代，許多國家，特別是很多歐洲國家陸續(xù)建立起調(diào)頻廣播電臺，從此，廣播進 入了一個全新的高保真時代。 60 年代，調(diào)頻廣播得到迅速的發(fā)展。 1961 年 6 月 1 日，調(diào)頻立體聲廣播正式開播， 60 2 年代中期得到飛速的發(fā)展。從 70 年代后期開始，有些國家開始研究立體感更強的調(diào)頻立體聲廣播，如四聲道全景聲廣播和立體環(huán)繞聲廣播等。 目前，調(diào)頻廣播發(fā)展的趨勢是向數(shù)字化方向發(fā)展。如數(shù)字音頻廣播（ DAB、 DMB），數(shù)字音頻廣播（ DAB、 DMB）目前在國際上已經(jīng)是一種比較成熟的技術(shù)，在我國現(xiàn)在正進行試驗和推廣。本設(shè)計就是在這種潮流下，自制的一個通用與校園等小范圍內(nèi)的發(fā)射系統(tǒng)。 3 第一章 緒 論 167。 課題功能概述 本數(shù)控 調(diào)頻調(diào)頻發(fā)射臺可在 范圍內(nèi)任意設(shè)置發(fā)射頻率，用1602 液晶顯示器顯示頻率波段；可以預(yù)置 11 個頻道，發(fā)射頻率最小調(diào)整值為；具有立體聲 /單聲道控制；帶立體聲發(fā)射指示功能 。 167。 方案設(shè)計 方案一：利用 BA1404 和單片機設(shè)計數(shù)控調(diào)頻發(fā)射臺。設(shè)計框圖如下： 圖 BA1404 和單片機設(shè)計數(shù)控調(diào)頻發(fā)射機臺設(shè)計框圖 方案二：利用 BH1415F 和單片機設(shè)計數(shù)控調(diào)頻發(fā)射臺，其設(shè)計框圖如下： 單片機 BA1404 鎖相環(huán)電路 外部電路 發(fā)射電路 鍵盤電路 顯示電路 立體聲指示 晶振 晶振 聲道 4 圖 數(shù)控立體聲調(diào)頻 發(fā)射機臺設(shè)計原理框圖 上述兩個方案，在單片機控制發(fā)射頻率部分我們都采用相同的電路；在調(diào)制頻率控制發(fā)射部分，如果選擇 BA1404 芯片，由于 BA1404 內(nèi)部不含鎖相環(huán)電路，使用時間一長很容易跑頻，用在頻率高的地方不合適。解決這個問題必須在 BA1404 芯片外部再接一個鎖相環(huán)電路，調(diào)試起來很麻煩，不易成功?；谶@一點，我選擇 BH1415F，它擁有良好的性能，一方面芯片的集成度進一步加強，它把音頻輸入端的預(yù)加重電路、穩(wěn)幅電路、低通濾波電路集成在了一起，使得音色得到很大改善，更重要的是，它內(nèi)含鎖相環(huán)電路，不僅減少的多加 的外部電路對系統(tǒng)的負面影響，而且使得系統(tǒng)頻率穩(wěn)定度非常好，這是調(diào)頻發(fā)射臺一個很重要的性能指標(biāo)。同時它還可以通過串行口與單片機直接進行通信。 基于以上幾點原因，我選擇方案二。 單片機 顯示電路 鍵盤 晶振 立體聲狀態(tài)指示 復(fù)位電路 晶振 BH1415F 高頻振蕩電路 低通濾波電路 調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)射 右聲道 左聲道 5 第二章 調(diào)頻發(fā)射臺系統(tǒng)硬件設(shè)計 167。 立體聲調(diào)頻發(fā)射臺系統(tǒng)工作原理 BH1415F 控制的數(shù)控立體聲調(diào)頻發(fā)射臺工作原理框圖如圖所示。 圖 數(shù)控立體聲調(diào)頻發(fā)射臺設(shè)計原理框圖 本系統(tǒng)采用單片機控制發(fā)射頻率方式工作。發(fā)射頻率范圍為 —。通過 T0T3 分別控制發(fā)射頻 率的百位、十位、個位、小數(shù)位，百位只能是 0 或 1。當(dāng)百位為 0 時，十位為 8 或 9；當(dāng)百位為 1 時，十位只能為 0。個位及小數(shù)位為 09 之中的任意數(shù)。 T1T11 設(shè)置為頻率預(yù)置鍵，可以預(yù)置 11個頻道； T14 設(shè)置為單聲道 /立體聲預(yù)置鍵。通過 T0T3輸入發(fā)射頻率或按預(yù)置鍵，單片機可以將發(fā)射頻率用 LCD 液晶顯示屏顯示出來，同時將發(fā)送頻率和控制字組合的控制碼發(fā)送給調(diào)頻發(fā)射專用集成電路 BH1415F。由于 BH1415F 的頻率控制碼為 16 位，所以單片機先將顯示的十進制 BCD 碼轉(zhuǎn)化為高 5 位為 0 的頻率控制數(shù)據(jù)，頻率控制數(shù)據(jù)再和 BH1415F 的 5 位控制位組成控制碼，然后發(fā)送出去。在調(diào)頻調(diào)制發(fā)射部分，調(diào)頻發(fā)射專用集成電路 BH1415F 先用本身帶的預(yù)加重電路對立體聲音頻信號進行非線性放大，然后送到高頻振蕩電路進行調(diào)制，單片機 顯示電路 鍵盤 晶振 立體聲狀態(tài)指示 復(fù)位電路 晶振 BH1415F 高頻振蕩電路 低通濾波電路 調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)射 右聲道 左聲道 6 最后發(fā)射出去。與此同時，取出調(diào)制信號頻率和單片機輸入的基準(zhǔn)發(fā)射頻率比較，如果兩者不同，那么，就會產(chǎn)生一個偏差信號，這個信號經(jīng)過低通濾波電路，對原來的調(diào)制信號進行修正，正因為有這個 PLL 電路，使得發(fā)射臺發(fā)射頻率十分穩(wěn)定。由于 BH1415F 內(nèi)置前置補償電路、限制器電路和低通濾波電路，因此，系統(tǒng)具有良好的音色。 167。 單片機控制發(fā) 射頻率模塊設(shè)計 167。 AT89C52 單片機的結(jié)構(gòu)和原理 所謂單片機，就是在一片硅片上集成了中央處理器、存儲器、和各種輸入輸出接口（定時器 /計數(shù)器、串行口、 I/O、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 D/A 轉(zhuǎn)換器）的單片微型計算機。由于單片機主要用于實時控制，并通常作為其他系統(tǒng)的組成部分使用，所以又稱為嵌入式控制器。其主要包括下列硬件資源： ? 面向控制的 8 位 CPU； ? 8K 字節(jié)程序存儲器 ROM； ? 128 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 RAM； ? 片內(nèi)振蕩器及時鐘電路； ? 三個 16 位定時器 /計數(shù)器； ? 可尋址 64K 外部數(shù)據(jù)存儲器和 64K 外部程序存儲器 空間的電路； ? 32 條可編程的線（四個 8 位并行 I/O 端口）； ? 一個可編程全雙工串行口； CPU 是單片機內(nèi)部的核心器件。 AT89C52 單片機的 CPU 由運算器、控制器、位處理器（布爾處理機）組成。 AT89C52 單片機的存儲器配置： 51 系列單片機存儲器結(jié)構(gòu)的主要特點是采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器尋址空間分開的哈佛結(jié)構(gòu)。除（ 8031 和 8051）外， 51系列單片機有 4 個物理上相互獨立的存儲器空間，即內(nèi)、外程序存儲器和內(nèi)、外數(shù)據(jù)存儲器。從用戶編程使用的角度來看，存儲器可分為 3 個邏輯地址空間：片內(nèi)外統(tǒng)一編址的 64KB（ 0000H0FFFFH）的程序存儲器地址空間； 256B（ 00H0FF）的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器空間； 64KB（ 0000H0FFFFH）的外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間。為了區(qū)分不同的存儲器地址空間，采用不同的指令來訪問這 3 個不同的邏輯空間。 7 AT89C52 單片機的并行 I/O 接口： AT89C52 單片機共有 4 個 8 位的并行接口 P0,P1,P2,P3，共 32根 I/O 線。每個口主要由 4 部分構(gòu)成：端口鎖存器，輸入緩沖器，輸出驅(qū)動器和引至芯片外的端口引腳。他們都是雙向通道，每一條 I/O 都能獨立地用作輸入或輸出，作輸入時數(shù)據(jù)可以鎖存 ，作輸入時數(shù)據(jù)可以緩沖。但這 4 個通道的功能是不完全相同的。 復(fù)位電路： 復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。 上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的充電來實現(xiàn)的。只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)上電自動復(fù)位，即接通電源就完成系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中按鍵電平復(fù)位是通過按鍵使復(fù)位端經(jīng)電阻與電源 Vcc 接通而實現(xiàn)的。 復(fù)位電路雖然簡單，但他的作用非常重要，一個單片機能否正常運行，首先要檢查是否能復(fù)位成功。初步檢查可以用示波器探頭監(jiān)視 RST 引腳，按下復(fù)位鍵，觀 察是否有足夠的幅度的波形輸出（瞬時的），還可以通過改變復(fù)位電路阻值容值進行實驗。 167。 鍵盤控制電路設(shè)計 在設(shè)計鍵盤過程中，用 2 個鍵來分別控制頻率的增減，可以進行微調(diào)。用一個鍵來控制立體聲和單聲道以及它們的顯示。為了使用方便需要設(shè)置幾個頻率預(yù)制鍵，到時候只需按一下某個鍵，顯示器立即顯示該頻率并且單片機會同時將該頻率處理、發(fā)送給調(diào)頻發(fā)射專用芯片，基于這種情況我選擇 4*4 矩陣式鍵盤，這種鍵盤含有 16 個鍵，可以用其中的 2 個鍵控制頻率的增減，一個鍵作為立體聲控制鍵，其余的 11 個鍵作為頻率預(yù)置鍵，鍵盤采用程 序掃描方式工作。為了對這個鍵盤設(shè)計有個了解先看一下鍵盤的基本知識。 1. 鍵盤的工作原理 鍵盤可以分為兩類：獨立連接式和矩陣式。 獨立連接式鍵盤： 8 （ 1）這是最簡單的鍵盤電路，每個鍵獨立地接入一根數(shù)據(jù)輸入線。這種鍵盤的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但隨著鍵數(shù)的增多所占用的 I/O 口線也增加。 矩陣式鍵盤： （ 2）組成一個矩陣式鍵盤輸入電路，其必不可少的部分，有： 鍵盤開關(guān)矩陣； 輸出（行線）鎖存器； 輸入（列線）緩沖器。 2． 矩陣式鍵盤的工作過程 （ 1） CPU 先使行線 O0線為低，其余行線為高，即 0 行為“ 0”狀態(tài)， 其余行均為“ 1”狀態(tài)。 （ 2） CPU 讀入輸入緩沖器的狀態(tài)，以確定哪條列線為“ 0”狀態(tài)。如此時，若 I0 為“ 0”狀態(tài)，則為“ 0”鍵壓下；若 I1 為“ 0”狀態(tài)，則為“ 1”鍵壓下；等等。 （ 3）若輸入緩沖器的狀態(tài)全部為“ 1”狀態(tài)，則 CPU 繼續(xù)使行線 O1 為低、其余行線為高。再讀入輸入緩沖器的狀態(tài)，以確定哪條列線為“ 0”狀態(tài)，從而判斷是哪個鍵壓下。 （ 4）當(dāng)判斷出哪個鍵壓下之后，程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理程序。 我們將這樣的工作過程，稱為鍵掃描，鍵掃描的方式有： a 程控掃描方式： CPU 的控制一旦進入監(jiān)控狀態(tài)，將反復(fù)不斷地掃描鍵盤，等待輸入命令或數(shù)據(jù)。 b 定時掃描方式：在初始化程序中對定時器 /計數(shù)器盡心編程，使之產(chǎn)生10ms 的定時中斷， CPU 響應(yīng)定時中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，對鍵盤掃描一遍，檢查鍵盤的狀態(tài)，實現(xiàn)對鍵盤的定時掃描。當(dāng)兩遍掃描到鍵位上都有鍵壓下（延遲正好為 8ms）時， CPU 才作處理。 本設(shè)計采用的是 4*4 矩陣式鍵盤，以 P0P3 為行輸出線；以 P4P7 為列輸入線。采用程序掃描方式工作。通過 P1 口與單片機相接，其十六個鍵的功能分別是： T0— T3 分別為百位、十位、個位、小數(shù)位的頻率操作鍵，百位只能是 0或 1。當(dāng)百位為 0 時，十位數(shù)為