【文章內(nèi)容簡介】 ~ ，可采用分頻方式，環(huán)路的可編程分頻器的分頻比N由下式計(jì)算可得：N=fo/frBU2614分頻比變化范圍為：平均分頻比為：VCO為本振壓控振蕩器，實(shí)際測得的VCO增益為： BU2614內(nèi)部鑒相器的增益為： 環(huán)路總增益為： 固有頻率為： 阻尼系數(shù)為： 取典型設(shè)計(jì)： 可求得電路中R=10，C=。C 、壓控振蕩器(VCO)壓控振蕩器就是在振蕩電路中采用壓控元件作為頻率控制器件，壓控元件一般都是用變?nèi)荻O管，它的電容量受到輸入電壓vc(t)的控制。vc變化時，即引起振蕩頻率ωv變化。在一定范圍內(nèi)，ωv與vc之間是線性關(guān)系。在線性范圍內(nèi)，這一線性曲線可用下列方程表示： ωv(t)= ω0 + KV vc(t)在本設(shè)計(jì)中通過低通濾波器輸出的直流電壓控制調(diào)諧和本振的變?nèi)荻O管使得調(diào)諧頻率和本振頻率相應(yīng)的變化。變壓二極管是一個PN結(jié)電容變化范圍較大的晶體二極管，變?nèi)荻O管工作時，兩端加一個反向偏壓VD；VD變化其等效電容CD也隨之變化。UD增加時，CD減??；UD減小時，CD增加，VD與CD 的關(guān)系為式中：C0為偏壓VD=0時的PN結(jié)電容；為PN結(jié)接觸電位差（，—）；VD為外加直流偏壓，n為結(jié)電容變化指數(shù)，它決定于PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)分布情況，對于突變結(jié)n=1/2,對于緩變結(jié)n=1/3。對于超變結(jié)n=2或更高由式可知，在零偏壓時，結(jié)電容按指數(shù)規(guī)律下降其特性如圖8： 圖8在電路中如圖調(diào)頻信號發(fā)生器原理圖中電感L1電容C組成了并聯(lián)諧振回電路，圖中加了隔直電容CC8，此外，CC8還起到高頻振蕩信號的耦合電容的作用，CC8取1000PF遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CD，也就是說不管變?nèi)荻O管的反相偏壓多么低，CC8CD永遠(yuǎn)成立。變?nèi)荻O管采取部分接入法，這種接法線性度很好。實(shí)際應(yīng)用中，壓控振蕩特性的線性范圍是有限的，超出這個范圍之后，控制靈敏度將會下降。在實(shí)際應(yīng)用中我們常取線性。D、程分頻器( N )本設(shè)計(jì)利用集成芯片BU2614內(nèi)部的移位寄存器構(gòu)成分頻器，其分頻系數(shù)N由單片機(jī)程序來決定，最后通過單片機(jī)與BU2614通訊來實(shí)現(xiàn)。BU2614有三個串行通信端口(CE、CK、DATA)，這三個端口與單片機(jī)的通訊時序和數(shù)據(jù)傳送格式如圖9： 圖9其中R0、RR2位為標(biāo)準(zhǔn)頻率位，本設(shè)計(jì)選擇為000即25KHZ；S位為FMIN和AMIN選擇開關(guān)，0表示FM輸入，1表示AM輸入，本設(shè)計(jì)為FM，故S位為0；其余位在BU2614作為頻率合成時無關(guān)，皆選為0；對于前十六個數(shù)據(jù)位(D0~D15)其傳送格式為：分頻數(shù)N：從D0到D15 （當(dāng)S=1時，用D4到D15位）本設(shè)計(jì)選擇為S=0，PS=0的格式。 本設(shè)計(jì)中對鎖相環(huán)電路而言，其核心元件是BU2614鎖相頻率合成芯片。它與外圍調(diào)諧回路和本振回路構(gòu)成完整的鎖相頻率合成電路。它是通過單片機(jī)為它預(yù)置的分頻比來調(diào)節(jié)本振頻率的。如果壓控振蕩器的角頻率發(fā)生變化，這時輸入到鑒相器的電壓和輸出電壓必定會產(chǎn)生相應(yīng)的相位變化，鑒相器將輸出一個與相位誤差成比例的誤差電壓經(jīng)過環(huán)路濾波器取出其中緩慢變化的直流電壓，控制壓控振蕩器輸出信號的頻率，使鎖相環(huán)輸入與輸出信號之間的相位差減小，直到壓控振蕩器輸出信號的頻率等于輸入信號頻率、相位差等于常數(shù)，鎖相環(huán)路進(jìn)入鎖定狀態(tài)為止。從而完成了收音機(jī)接收調(diào)諧穩(wěn)頻功能。 顯示電路 該部分設(shè)計(jì)采用了MAX7219串行顯示控制芯片，代替常規(guī)的非門驅(qū)動芯片，如74LS00，大大的簡化了顯示電路，實(shí)現(xiàn)了以最少器件、最小功耗、在最短時間內(nèi)提高電路的穩(wěn)定性的要求。MAX7219是串行接口8位數(shù)字靜態(tài)顯示芯片，功能齊全，占用系統(tǒng)資源少，只使 圖。電路如圖10所示。 鍵盤電路 對于功能鍵的設(shè)計(jì)，我們采用了查詢的方式，~，將單片機(jī)的P0、P2口都作為I/O口使用，~，這10個鍵既作為數(shù)字鍵0~9，又作為10個存儲電臺的臺號。另外，~。其具體的電路如圖11 所示。 圖11 掉電數(shù)據(jù)存儲電路 由于串行EEPROM 93C46具有在線擦寫功能，因此本設(shè)計(jì)用它來存儲電臺數(shù)據(jù)，使重新開機(jī)時所有存儲的電臺能被調(diào)出。93C46是64*16（1024）位串行存取的電擦除可編程只讀存儲器，具有在線改寫數(shù)據(jù)和自動擦除功能；無論電源開或關(guān)，數(shù)據(jù)不丟失；其與單片機(jī)的連接如圖10，主要通過端口CS、SK、DI和DE來進(jìn)行通信完成。其中CS為片選線，輸入高電平有 圖12效。當(dāng)CS=1時，可對芯片讀寫。加于CS端信號的下降沿啟動片內(nèi)定時電路開始擦寫操作。SK為串行數(shù)據(jù)輸入或輸出的外加觸發(fā)時鐘信號輸入，輸入時鐘頻率為0~250KHZ。DI為串行數(shù)據(jù)輸入端。DE為串行數(shù)據(jù)輸出端，讀寫操作時，OUT可用作擦寫狀態(tài)指示相當(dāng)于READY/BUSY信號，其它狀態(tài)時OUT處于高阻態(tài)。BPE接高電平時片擦片寫指令有效。 程序運(yùn)行監(jiān)視電路 程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)又稱為看門狗電路（WATCHDOG），其主要作用就是用來防止程序彈飛到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)中。WATCHDOG的特性有：（1） 本身能獨(dú)立工作，基本上不依賴CPU。（2） CPU在一個固定的時間間隔中和該系統(tǒng)打一次交道，以表明系統(tǒng)“目前尚正?！?。（3） 當(dāng)CPU掉入死循環(huán)后，能及時發(fā)覺并使系統(tǒng)復(fù)位。 本設(shè)計(jì)采用記數(shù)型WATCHDOG電路，其電路圖如圖13。WATCHDOG的硬件部分為一獨(dú)立于CPU之外的單穩(wěn)部件，使用自帶脈沖源的計(jì)數(shù)器構(gòu)成。將555接成一個多諧振蕩器，周期為t0,將CD4017接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)?shù)谑畟€脈沖是QA 端變?yōu)楦唠娖?。單片機(jī)用一條輸出端口（）輸出清零脈沖，只要每次清零脈 圖13沖的時間間隔短于十個脈沖周期，計(jì)數(shù)器就總也得不到十，QA端保持低電平。當(dāng)CPU受干擾而掉入死循環(huán)時，就不能送出復(fù)位脈沖了，計(jì)數(shù)器很快記數(shù)到十， QA立即變?yōu)楦唠娖?，輸出一個正脈沖使CPU復(fù)位。在這里系統(tǒng)的復(fù)位信號有三個：上電復(fù)位（CR1），人工復(fù)位（K、RR1）和WATCHDOG復(fù)位（），通過綜合門后加到RESET端。 電源部分選用了Linear公司的DC – DC專用芯片LT1930，并對典型電加以改進(jìn)，使之能夠輸出+12V。電路見圖14。 圖14 單片機(jī)部分單片機(jī)系統(tǒng)是收音機(jī)的核心控制部分，其任務(wù)是從鍵盤讀取控制指令，輸出相應(yīng)的串行數(shù)據(jù)控制頻率合成器的分頻比，進(jìn)而通過鎖相環(huán)對調(diào)諧回路和本振回路的頻率進(jìn)行調(diào)整和控制，實(shí)現(xiàn)程控搜索、電臺存儲、調(diào)出電臺序號、顯示載頻以及顯示收音機(jī)的狀態(tài)信息。其框圖如圖15所示：對于電臺的存儲，一般采用靜態(tài)存儲器RAM來存儲信息，但是RAM在斷電后會丟失數(shù)據(jù)，為此我們采用具有在線讀寫、斷電保存功能的93C46芯片來完成存儲功能。由于該收音機(jī)的接收頻率為88MHz ~ 108MHz 圖15之間，以25KHz為步長，共需測量800個頻點(diǎn)，考慮到本地區(qū)實(shí)際情況，本系統(tǒng)的存