【文章內(nèi)容簡介】 射頻信號從管腳 6輸出到發(fā)射天線，發(fā)射天線可以用拉桿天線，也可以直接用一段 75cm的電線。 MAX2606的供電電源為 3至 5V 的穩(wěn)壓單電源。因為同樣沒有鎖相環(huán)電路，缺點是噪聲大，有頻漂。 圖 22 MAX2606調(diào)頻發(fā)射電路 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 47 頁 6 第三種方案可以采用 BH1417 調(diào)頻發(fā)射芯片。 由 日本 ROHM 公司生產(chǎn)的 BH1417F數(shù)字鎖相立體聲調(diào)制芯片，這種芯片 失真度僅為 %，聲道分離度則高達 40dB， RF輸出電平為 99dB，并且具有 完全消除交流聲 的功能，是其他公司的芯片所不具備的[5]。 BH1415 芯片采用數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)，頻率輸出穩(wěn)定， 該芯片內(nèi)部含有立體聲 復(fù)合調(diào)制功能和調(diào)頻 信號發(fā)射電路功能。重要的是 BH1415F 還內(nèi)置有限幅電路、預(yù)加重補償 電路、低通濾波電路等，因此具有良好的音質(zhì)。 這是一款非常優(yōu)秀的調(diào)頻發(fā)射芯片，其缺點是頻率控制是采用數(shù)位開關(guān)手動實現(xiàn)，不能用單片機來自動控制。 第四種方案可以采用 BH1415F 調(diào)頻發(fā)射芯片。 由 日本 ROHM 公司生產(chǎn)的 BH1415F數(shù)字鎖相立體聲調(diào)制芯片， 是與 BH1417 同樣卓越的 調(diào)頻發(fā)射芯片，而且功能更強大。BH1415F 芯片也同樣采用數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)，頻率輸出穩(wěn)定。和 BH1417 相比，其最主要的優(yōu)點是頻率調(diào)整是采用數(shù)字輸入控制，可以有單片機來完成 [7]。 綜合上面的各種調(diào)頻發(fā)射芯片的對比，本次設(shè)計采用第四種設(shè)計方案，以BH1415F 調(diào)頻發(fā)射芯片為核心的調(diào)頻發(fā)射電路。 MCU 控制電路設(shè)計方案的選擇 由于設(shè)計采用 BH415F 作為調(diào)頻發(fā)射芯片，這樣就需要考慮要用哪一種 MCU 芯片來實現(xiàn)頻率的控制。 MCU 芯片的芯片種類很多，有單片機、 ARM、 DSP 芯片，單片機也有很多種。初步比較 MCU 芯片， DSP、 ARM、以及 AT89C5 AT89S5 STC89C51 的各自特點 。 DSP 芯片功能強，運算速度快，價格貴。 ARM 端口多，功能強，也是價格貴。 AT89C52 主要是 價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單， 而 且資料豐富； AT89S51 主要是 低功耗，高性能 ， 可在線編程（ ISP） ； STC89C51 則是出廠時會將 ISP引導(dǎo)碼 的 程序 固化在芯片內(nèi)，這樣就可以很容易地在線下載燒錄 用戶程序 。 AT89C52 的 RAM 和 ROM 空間 較 小 ， 只有 8位控 制核 ， 因此運算能力弱，要完成一些擴展功能，需要 接 入 大量外圍電路 器件； AT89S51 和 STC89C51 均可采用 ISP 下載，區(qū)別是 AT89S51 的 ISP 是模擬 ISP。 因此本設(shè)計選擇 STC89C51 作為控制器。 這樣做可以 降低成本，提升性能， 一些以 51 為核 心 的原有程序 可以 直接使用， 無需改動 硬件 。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 共 47 頁 7 技術(shù)功能實現(xiàn)要求 本次設(shè)計采用 STC89C51 單片機作為控制器， 高頻電路采用 BH1415F 鎖相環(huán)調(diào)頻立體聲發(fā)射集成電路 。 通過按鍵電路對 STC89C51 控制，實現(xiàn) 立體聲 /單聲道切換、 即實現(xiàn)調(diào)整發(fā)射頻率，以及頻 率數(shù)據(jù)的存儲，和電臺預(yù)設(shè)。單片機將頻率控制數(shù)據(jù)字節(jié)傳送到 BH1415F， BH1415F 頻率合成相應(yīng)載波頻率，進行調(diào)頻調(diào)制，發(fā)射調(diào)頻輸入信號。 系統(tǒng)核心是 音頻傳輸集成 芯片 BH1415F，它可以將立體聲音頻信號 或者單聲道信號 進行 頻率 調(diào)制 ，然后通過天線 發(fā)射 出去， 配合調(diào)頻 收音 機 就 可 以 實現(xiàn)調(diào)頻 波的傳送 ； 本 次 發(fā)射機 的功放電路 電源 是 12V2A 的直流非穩(wěn)壓信號 ； BH1415F 采用 5V穩(wěn)壓電源；單片機也采用 5V 穩(wěn)壓電源； BH1415F 集成電路中，采用了 提高信噪比的預(yù)加重電路、控制輸入信號頻率的低通濾波電路、 防止 信號過調(diào)的 限幅電路、產(chǎn)生復(fù)合信號的導(dǎo)頻調(diào)制電路 和 調(diào)頻發(fā)射的鎖相環(huán)電路組成 了 集成電路 ； 發(fā)射機具有斷電，頻率數(shù)據(jù)存儲功能； 發(fā)射機可以預(yù)設(shè)存儲 11個調(diào)臺的頻率數(shù)據(jù)； 通電后， 當(dāng)處于 正常工作狀態(tài) 時 ，通過 控制 面板上的調(diào)整鍵來調(diào)整發(fā)射機的發(fā)射 頻率 。 調(diào)頻發(fā)射機的 主要技術(shù) 參數(shù)指標 按照上述的方案 選擇，本設(shè)計基本上能滿足設(shè)計任務(wù)所要求的技術(shù)指標，具體技術(shù)指標如表 22。 表 22 主要技術(shù) 參數(shù) 指標 技術(shù)指標 參數(shù) 技術(shù)指標 參數(shù) 發(fā)射頻率 80Mhz108Mhz 工作電壓 12V 工作電流 ＜ 發(fā)射功率 預(yù)加重延時 50us 低通頻率 15Khz 分離度 40dB 失真度 % 調(diào)制度 15% 輸入電平 13dBV 調(diào)制方式 調(diào)頻（ FM） 最大頻偏 土 75KHz 輸出阻抗 50歐 頻率步進 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 47 頁 8 3 調(diào)頻發(fā)射機的硬件實現(xiàn) 調(diào)頻發(fā)射機的硬件系統(tǒng)總體框圖 本設(shè)計對調(diào)頻發(fā)射機的硬件系統(tǒng)做 了以下的 總體設(shè)計。如圖 31， 硬件系統(tǒng)可分為單片機控制電路、調(diào)頻電路模塊、數(shù)碼管 的 顯示電路、按鍵電路、輸入接口和放大電路、以及高頻功率放大發(fā)射電路。 按照第 二章 的 方案分析選擇 ， 調(diào)頻電路采用 BH1415F 芯片，有 PLL 回路，頻率穩(wěn)定，可數(shù)字控制頻率值； MCU 電路采用 STC89C51單片機 ，單片輸出頻率控制數(shù)據(jù)至BH1415控制端，實現(xiàn)發(fā)射頻率控制。輸入電路根據(jù)不同的輸入信號的類型，采用不同的接口和放大電路。另外還有電源電路，以及可以增加一些 LED 指示。 圖 31 硬件系統(tǒng) 總體設(shè)計框圖 STC89C51RC 的技術(shù)特點與功能 STC89C51RC 是 一種 51單片機，臺灣宏晶公司生產(chǎn)的。是一款 ISP 在 系統(tǒng)可編程芯片，最高 的 工作時鐘頻率 可以達到 80MHz，片內(nèi) 有 8KB 的 Flash 只讀程序存儲器，器件兼容標準 MCS51 單片機 指令系統(tǒng) 以及 80C51 的 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元， 可以 配合 PC 端的控制程序 就可以直接 將用戶的程序代碼下載 到 單片機內(nèi)部 [3]。 五位數(shù)碼管顯示 MCU 控制器 按鍵電路 BH1415 調(diào)頻發(fā)射電路 MiC輸入 線路輸入 數(shù)據(jù)輸入 功率放大 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 47 頁 9 STC89C51 的主要技術(shù)特點 (1)工作電壓為：高電壓 ～ ；低電壓 ～ ； (2)精簡指令集結(jié)構(gòu)是 8051CPU； (3)典型工作頻率范圍： 0～ 35MHz，但是實際工作頻率最高可以達到 48MHz； (4)用戶應(yīng)用程序空間 2K/4K/6K/8K/10K/12K 字節(jié)； (5)通用的 I/O 口復(fù)位后為：準雙向口 /弱上拉；當(dāng)僅為輸入 /高阻時，開漏極每個 I/O 口驅(qū)動能力均可達到 20mA，但整個芯片最大不得超過 ； (6)采用 ISP（在系統(tǒng)可編程）或者是 IAP（在線應(yīng)用可編程），無需使用專門的編程器；并且可以直接下載用戶的程序； (7)具有 EEPROM 功能和看門狗功能； (8)具有 2 個 16 位定時計數(shù)器； (9)時鐘源： 有 外部 的晶振 作為 時鐘， 也有內(nèi)部R/C 振蕩 器。用戶在下載安裝用戶程序時，有外部的晶振 /時鐘和內(nèi)部 R/C 振蕩器可供選擇； (10)外部中斷有兩種觸發(fā)方式，分別是下降沿觸發(fā)或者是低電平觸發(fā) 。 圖 32 STC89C51端口圖 STC89C51 引腳說明 I/O 端口線輸入輸出引腳 ，見表 31: 端口 特 點 P0 P0口 是 一個 8位漏 極 開路 的 雙向 型 I/O口 ， 每 個引 腳 都 可 以接收 8個 TTL門電流 。 當(dāng)P1 口第一次 被 寫 入數(shù)據(jù)時， P0口需要 被 先輸 出 “ 1” 。 當(dāng) P0 作為 外部 RAM使用時 ， 將被定義為數(shù)據(jù) /地址的第 8位 使用 。 P1 P1口是一個內(nèi)部 具有 上拉電阻 功能 的 8位雙向 I/O口， P1口 的 緩沖器能 夠 接收 4個 TTL門電流。 P1口 被 寫入 1后，內(nèi)部上拉 電阻 為高，可作 為 輸入 使用；當(dāng) P1口 電阻 被下拉為低電平時，將輸出電流。 P2 P2口 也 是一個內(nèi)部 具有 上拉電阻 功能 的 8位雙向 I/O口， P2口 的 緩沖器 也能夠 接收， 4個 TTL門電流，當(dāng) P2口被 輸入“ 1” 時，內(nèi)部上拉電阻 被 拉高。當(dāng) P2口用于外部 ROM或 16位地址外部 RAM時， P2口輸出地址的高八位。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 47 頁 10 P3 P3口管腳是 8個帶 有 內(nèi) 部 上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門 電流。當(dāng) P3口寫入 “ 1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 同時， P3口的第二功能在單片機的編碼過程中有著很大的作用。 表 31 輸入輸出口的基本功能和特點 [3] P3 口的各個引腳不僅設(shè)計成不僅具有常規(guī)的輸入輸出功能，另外被設(shè)計有 第二功能。 第二功能是一些特殊的應(yīng)用 [3]，具體見表 32。 引腳 第二功能名稱 作用 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出 INT0 外部中斷 0輸入 INT1 外部中斷 1輸入 T0 定時 /計數(shù)器 0的外部輸入 T1 定時 /計數(shù)器 1的外部輸入 WR 外部 RAM寫選通控制輸出 RD 外部 RAM讀選通控制輸出 表 32 P3口各引腳名稱與第二功能 [3] 其他控制端口、晶振引腳與電源引腳端口的功能，見表 33 引腳 功能 ALE/PROG(引腳 30) 地址鎖存允許輸出 /編程脈沖輸入端 PSEN(引腳 29) 片外程序存儲器選通控制信號端 EA/VPP(引腳 31) 程序存儲器的內(nèi)外部選通， RST/VPD(引腳 9) 復(fù)位引腳， 出現(xiàn) 2個機器周期高電平， 單片機復(fù)位 XTAL1(引腳 19) 片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(引腳 20) 片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 VCC(引腳 40) 電源輸入，接＋ 5V電源 GND(引腳 20) 接地線 表 33 各主要引腳及其功能 [3] STC89C51 單片機主要功能 STC89C51 單片機的定時計數(shù)器 0/1。與 8051 完全兼容，定時器 0可以當(dāng)兩個8 位定時器用，定時器 1 可以用作波特率發(fā)生器。 T0 和 T1 都具有定時、計數(shù)兩個功能。特殊功能寄存器中的 TMOD 的 C/T來選擇是定時還是計數(shù)，其核心是加法計數(shù)器。 2K 的 EEPROM?？梢岳?2K 的 EEPROM 進行斷電數(shù)據(jù)保存，以及預(yù)置數(shù)據(jù)。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 共 47 頁 11 串行口通信。串行通信設(shè)有四種工作方式：其中有兩種波特率可變，另外兩種固定。波特率由內(nèi)部定時計數(shù)器產(chǎn)生，用軟件進行設(shè)置，選擇不同的工作方式 [3]。 調(diào)頻發(fā)射機單片機控制電路 BH1415F SiGe 控制端口靜音 MUTE（ 18腳）、數(shù)據(jù) DA（ 17腳）、時鐘 CLK（ 16腳）、使能 CE（ 15 腳）是四個頻率數(shù)字控制端口。單片機控制電路是采用到芯片 STC89C51單片機端口輸出數(shù)據(jù)來控制調(diào)頻發(fā)射芯片 BH1415。 STC89C51 的 連接 BH1415 的16 腳（ CLK 時鐘輸入端）， STC89C51 的 連接 BH1415 的 17 腳（ DA數(shù)據(jù)輸入端），STC89C51 的 連接 BH1415 的 15腳（ CE 芯片允許端）， 連接 BH1415 的 18 腳（靜音控制端）。 51 單片機芯片的 為串行口接收端， 為串行口輸出端， 為外部中斷 0。單片機主要是通過這三個端口進行控制，具體頻率控制方法見 頻率控制方式。 而 是 頻率增加鍵（頻率預(yù)設(shè)功能）， 是 頻率遞減鍵， 是 立體聲控制鍵。主要就可以通過單片機進行數(shù)鍵控制從而實現(xiàn)頻率的加減。 圖 33 調(diào)頻發(fā)射機單片機控制電路接口圖 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 47 頁 12 BH1415F 的功能與技術(shù)特點 BH1415F 是一種 優(yōu)秀的 無線 調(diào)頻 集成電路，可以將 音頻信號進行立體聲 調(diào)頻 調(diào)制， 利 用不同的 功率放大 電路從天線 發(fā)射 出去 ，可以 實現(xiàn)調(diào)頻 信號的發(fā)射 傳送。BH1415F 芯片 內(nèi)部集成了 限幅電路 、 預(yù)加重電路 、 立體聲調(diào)制電路 、 低通濾波電路 和調(diào)頻發(fā)射的鎖相環(huán)電路 。減少 信號 過幅調(diào)制 ，提高信噪 [5]。 BH1415F 的主要優(yōu)點 由 晶體振蕩器 產(chǎn)生 19KHz 的 導(dǎo)頻信號； 因為 采用了 MCU，所以 數(shù)據(jù) 可以 直接設(shè)定頻率 ； 電路將 預(yù)加重電路、低通濾波電路 、 限幅電路 集成在一個芯片上，使得 信號的質(zhì)量 大幅度提升；