【正文】 數字式調頻收音機設計內容摘要：本文利用數字鎖相頻率合成技術構成收音機的電調諧部分，完成收音機的調臺、選臺、搜索與存儲等功能。本文著重介紹了SONY公司生產的收音機集成芯片CXA1019S構成的FM調頻電路、頻率合成器芯片BU2614構成的鎖相環(huán)電路和MCS51系列單片機及其外圍電路組成的鍵盤、顯示和存儲電路。關鍵詞：調頻 本振頻率 鎖相環(huán) 頻率合成器 單片機The Design of Digital Frequency Modulation Tuner Liu FuHua (Class 9703, Automation Department)Abstract: According to the demand of my design, I utilized the digital frequency synthesizing technology to form the electric parts of the frequency modulation tuner. This tuner owns the functions of tuning and selecting channels, searching, storing and so on. In my paper, I emphasized on the FM frequency tuning circuit that consists of the ICs CXA1019S from Sony corp., the phase locking loop circuit formed by BU2614 PLL frequency synthesizer, MCS51 monolithic processor and the other circuits of keyboards, screen and storage. Keyword: Frequency tuning, oscillating frequency by itself, phase locking loop, frequency synthesizer, monolithic processor.第一章 引 言收音機的發(fā)展經歷了從分立元件到集成化的過程，但作為收音機的重要組成部分調諧電路和本振電路一直采用了傳統(tǒng)的電容、電感手動調臺方式。近些年來，隨著無線電通信技術的迅速發(fā)展，鎖相環(huán)和頻率合成技術在各個領域得到了廣泛的應用。由于鎖相環(huán)具有跟蹤特性、窄帶濾波特性和瑣定狀態(tài)無剩余頻差存在。因此在頻率合成技術中采用鎖相環(huán)路可以產生頻率度和準確度很高的振蕩信號源?，F在利用這種振蕩信號源產生的頻率作為收音機電路的調諧頻率和本振頻率，則可以實現數字化收音。利用單片機控制鎖相環(huán)路中的分頻數就可以改變振蕩信號源的輸出頻率，以達到調臺的目的。本設計的要求主要包括以下幾個方面： 1 接收FM信號頻率范圍88MHZ~108MHZ。 2 調制信號頻率范圍100HZ~15000HZ，最大頻偏75KHZ。 3 最大不失真輸出功率≥100mW（負載阻抗8Ω）。 4 接收機靈敏度≤1mW。 5 鏡像抑制性能優(yōu)于20Db。 6 能實現數字化的自動搜臺、手動調臺、存臺和頻率顯示等功能。第二章 方案設計與論證調頻收音機一般包括：天線、前端輸入回路、混頻、本振、中放、解調、放大和輸入等部分，本設計中高放、混頻、中放、解調等電路采用SONY公司生產的FM/AM收音機集成芯片CXA1019S；自動調諧、程控搜索、電臺載頻顯示等功能由自動調諧、程控搜索、電臺載頻顯示等功能由鎖相頻率合成器芯片BU261MCS51系列單片機及相應的外圍電路配合完成。采用專用的芯片可以使整個系統(tǒng)體積小、重量輕、可靠性好、靈敏度高、功耗低。 整機電路方案的設計本設計是利用頻率合成技術來完成收音機的電調諧，通過BU2614的串行口與單片機通信來改變分頻比，用BU2614內部的分頻器和鑒頻鑒相器，與CXA1019S的本振VCO構成數控鎖相環(huán)，通過改變分頻比來改變接收的頻點。選臺和頻率顯示、存臺等由單片機AT89C52和MAX72193C46芯片配合完成。系統(tǒng)框圖如圖1： 各部分電路方案的設計1）、收音單元 目前市場上收音機的集成芯片很多，但為了滿足本設計的各項性能要求，我們采用了索尼公司生產的集成芯片CXA1019S，這種芯片運用于便攜式收音機及頭盔式收音機，具有接收靈敏度高、鏡像抑制性能好、外圍元件少、輸出功率大等優(yōu)點。FM時VCC=5V，；在VCC=6伏、RL=8歐姆時，輸出功率為500mW。 2）、鎖相頻率合成單元 FM調頻收音機的接收頻率范圍是88M~108MHZ,因此所選用的頻率合成器芯片最高頻率也必須能達到110MHZ才能滿足要求。現在常見的頻率合成器芯片有MC14515MC14515MC145158等，但它們工作的最高頻率只能達到30MHZ，如果要用這些芯片來構成100MHZ左右的鎖相頻率合成器，則必須配合MC1200MC12013分頻器來完成，由于高頻經過的線路越多越容易受到干擾。因此應盡量選用一個芯片來完成鎖相頻率合成功能，ROHM公司生產的鎖相頻率合成調諧集成芯片BU2614最高頻率可達到130MHZ完全滿足要求，另外該芯片內帶有高靈敏度RF放大器，支持IF計數功能。3）、顯示單元 常用的顯示接口電路多數由8158279等芯片構成，由于這些芯片與單片機連接時需要占用P0、P2口，另外采用動態(tài)掃描方式占用單片機內部系統(tǒng)資源比較大。為了簡化單片機的外圍電路，我們采用了MAXIM公司的串行8位數字靜態(tài)顯示芯片MAX7219構成一個6位靜態(tài)顯示模塊，它只需占用AT89C52的三個口線，即可完成顯示功能。4）、鍵盤電路 由于本設計中使用的按鍵較多，我們采用了功能鍵與數字鍵分開識別的方式，即功能鍵采用查詢方式，數字鍵采用編碼動態(tài)掃描方式，這樣既可以減少掃描占用的時間，又可以簡化程序。5）關機數據存儲單元 根據本設計的要求，該機具有掉電后能夠保存所存儲電臺的功能。目前市場上EEPROM類型很多如2764A、2864A等，都是并行EEPROM，體積大且不具有關電保存數據的功能。與并行EEPROM相比，串行EEPROM體積小、價廉、電路連接簡單，如串行EEPROM 93C46是電擦除可編程只讀存儲器，具有在線擦除和改寫數據功能，能滿足關電保存數據的要求。另外采用串行的形式，能夠節(jié)省單片機的口資源。6）、程序運行監(jiān)視單元 為了加強程序運行的可靠行，需要對程序的運行狀況進行監(jiān)視，以防止程序彈飛到一個臨時構成的死循環(huán)中，導致整個系統(tǒng)完全癱瘓。因此有必要在電路中設置看門狗電路（WATCHDOG電路）監(jiān)視系統(tǒng)的運行。現在常用的看門狗電路既有硬件構成的WATCHDOG，也有純軟件構成的WATCHDOG，但純軟件的WATCHDOG系統(tǒng)需要設置高級中斷子程序占用較多的單片機內部資源，必將影響整機的運行速度。如果采用帶有硬件構成的WATCHDOG系統(tǒng)，它的硬件部分完全獨立于CPU之外，將大大地提高它的可靠性。7）、電源單元 由于BU261CXA1019S以及單片機系統(tǒng)需要5V電源電壓，而變容二極管需要9V以上的電壓，若采用單電源+5V供電，則必須采用DC—DC模塊升壓得到+12V電壓。第三章 硬件系統(tǒng) 接收機電路 采用了本課題提供的CXA1019S芯片及其外圍典型應用電路。從天線輸入的信號經8