【正文】 GND12345678910111213141516P1接 OCMC2X16A LCDVol+VolFre+Fre123J3123J51234J4123J1SW5AM/FM 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 14 頁 共 44 頁 相連， SCLK 線與單片機(jī)的 相連， RST 線與單片機(jī)的 相連。因此， Si4734 只需要 3 根控制線與單片機(jī)相連即可。 ISP 在線下載接頭的連接電路圖參見圖 。 2 腳可以把 USB 接口提供的 5V電壓引到到面包上使用，考慮到測試時總離不開電腦并不是很方便，用外接線較長的電源適配器提供電源，將會給測試帶來較多的方便。 5 腳接單片機(jī)的復(fù)位腳。 JTAG 下載接頭采用防呆的 10 芯接插件，安裝在面包板上的接插件為針式。這樣下載就需要一根專用下載線，接筆記本電腦的一端用 USB 接口，接單片機(jī)最小系統(tǒng)面包板的一端用 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的接頭。 單片機(jī) 與 液晶屏 連線 的原理圖 參見圖 。 為方便安裝，液晶屏的安裝固定座采用單排座接插件固定在面包板上，單排座與單片機(jī) PO 口之間通過 8 芯排線相連。液晶屏的 VDD 引腳、 LED+引腳直接接 5V 的電源。為方便在面包板上連線，液晶屏的三個控制引腳、單片機(jī)對應(yīng)的三個引腳附近分別引出 3 個單排插針，測試時用壓接好的 3 根排線連接即可。故用 供電的 AT89LS51 也能達(dá)到與 OCMC2X16A 數(shù)據(jù)口之間電平匹配的功能，無需再另外增加電平轉(zhuǎn)換芯片。 液晶屏的數(shù)據(jù)引腳 7 至 14 腳與 AT89LS51 的 P0 口相連（ 接 DB0， ? 接DB7）。 15 腳 LED+為背光電源正。 6 腳為使能位，其中寫操作時，信號下降沿有效；讀操作時，為高電平有效。當(dāng) RS=L，表示選擇指令寄存器 ， 即寫指令時使用） 。 3 腳 V0 為 LCD 外接驅(qū)動電壓（可調(diào)，一般 設(shè) 為 ）。 液晶屏的 1 腳 VSS 為電源地。所 需 驅(qū)動電壓 的 最小值為30pC130pC212Y1GND12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89LS511 23 45 67 89 10P2ISPSCKMISOMOSIGNDISP 在線下載接頭GND10KR810uFC12GNDVol+VolFre+FreSW5AM/FM 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 12 頁 共 44 頁 4V，最大值為 10V。它能顯示 兩行 字符 ，其中每行 16 個字符。根據(jù)原理圖可以知道我將讓此公共腳與 電源連接 上 了 。這樣做的目的是 使 數(shù)據(jù) 傳輸更穩(wěn)定，傳輸距離更遠(yuǎn) ， 也是 用來抵消線路中內(nèi)阻對信號的損耗。在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，此時需要外接上拉電阻。 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 11 頁 共 44 頁 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 單片機(jī)及控制電路設(shè)計 （ 1） 液晶屏電路設(shè)計 設(shè)計時用 AT89LS51 的 P0 端口控制液晶屏 。 單片機(jī)所用的 電源由 SPX1117 的輸出端提供。當(dāng)這兩個電容相等的時候，其反饋系數(shù)為 ，則可以滿足震蕩條件，但是如果不易起振或者震蕩不穩(wěn)定則可以減少輸出端對地電容量。而基于晶振的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。 單片機(jī) 18， 19 腳接入晶振和兩個電容。當(dāng)復(fù)位開關(guān)按下時， 電壓加在 10kΩ 電阻上，使 RST 引腳為高電平，達(dá)到復(fù)位效果。復(fù)位腳 RST 是高電平復(fù)位有效，復(fù)位開關(guān)一端接 電源，另一端通過 10kΩ 電阻接地，復(fù)位開關(guān)兩端跨接一個 10uF 的電容。 ISP下載線 接收芯片 SI 4734音頻放大TDA 2822 M液晶屏OCMC 2 X 16 AAM 天線單片機(jī)AT 89 LS 51A MIR F G N D 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 44 頁 圖 AT89LS51 單片機(jī)管腳排列 單片機(jī)最小系統(tǒng) 設(shè)計 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計時，幾個功能引腳必須注意： EA/VPP 引腳要接 電源，表明程序只存放在片內(nèi)存儲器中。 AT89LS51 單片機(jī) 的供電范圍是 ～ ， 有 PDIP ,PLCC 和 TQFP 等 3 種封裝形式，本設(shè)計采用 PDIP 封裝形式，方便在面包板上裝配?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器?；祛l后的信號送入 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）中變成數(shù)字信號，數(shù)字信號再送給 DSP 單元處理中進(jìn)行解調(diào)、濾波等處理，處理完后再送給 DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）變換成模擬信號。單片機(jī)的程序通過 ISP 下載線從筆記本電腦中下載到單片機(jī)中。 本設(shè)計方案的信號流程是這樣的：磁棒天線感應(yīng)到 AM 廣播信號后直接送給接收芯片 Si4734,由 Si4734 處理接收相關(guān)的 功能， ，然后輸出音頻信號給功率放大器 TDA2822M放大，然后通過耳機(jī)輸出。根據(jù)實際的調(diào)試情況，如果效果差，再自已動手繞線圈 ?；溯^大的精力也沒買找到這種中波環(huán)形天線。 按照 Si4734 設(shè)計指 導(dǎo)中的介紹，天線的電感量要介于 220～ 600uH 之間，才能較好地接收中波 AM 廣播信號。實際找適配器時沒找到輸出 7V 的，手頭剛好有一款 輸出電壓 有 18V 的一款，通過查閱這兩個穩(wěn)壓芯片資料，發(fā)現(xiàn) LM7805A 最大可承受 35V 的 輸入 電壓， SPX1117 最大可承受 20V的 輸入 電壓，我手頭的這個電源適配器也能湊合著使用，無需再買新的 。因為 LM7805A 要求輸入與輸出端口之間最小的電壓差要大于 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 8 頁 共 44 頁 2V， 只要求輸入輸出壓差為 。 查閱 SPX1117 的資料，發(fā)現(xiàn)它的輸入可以直接從電源適配器引入，就可以獲得 的電壓，不必經(jīng)過 LM7805A 的輸出端 5V 再送入 SPX1117做二次轉(zhuǎn)換。設(shè)計方案中 選用兩個 電源 穩(wěn)壓 芯片 ，一個是普通的 LM7805A，它輸出固定的 5V 電壓， 用它 為 LCD 液晶屏 、音頻功率放大器 供電 。本設(shè)計 方案中需要兩個晶振，一個給單片機(jī) AT89LS51 使用，選用插腳封裝的 ；另一個是給 Si4734 使用的，參考資料中要求晶振的頻率必須是 ，就按照要求選用插腳式的普通晶體。該功放芯片 的供電范圍比較寬，且 是 DIP 封裝的，也方便在面包板上裝配。 音頻功率放大器 的選擇。 OCMC2X16A是 5V 供電的，其數(shù)據(jù)口的電平也是 5V 的 TTL 電平，通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)它的數(shù)據(jù)口電平是：輸入高電平 VIH 最小值是 ，輸入低電平 VIL 最大為 ，輸出高電平VIH 最小值是 ，輸出低電平 VIL 最大為 。 深圳金鵬公司的 液晶屏 OCMC2X16A，是一款普通的液晶屏，價格也不高。這就需要一個 USB 到 JTAG（ Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組 ， 是一種國際標(biāo) 準(zhǔn)測試協(xié)議 ，與 IEEE 兼容 ）接口轉(zhuǎn)換的下載線。 單片機(jī)程序下載器選擇。 AT89LS51的 ROM 只有 4K，比 AT89LS52 的 ROM 少 4K，其它方面都相同。 AT89LS52 是普通的 8 位 51 系列單片機(jī)，有三組 IO 口， 支持 ISP 編程， 可用 供電，保證能與 Si4734 的數(shù)據(jù)接口之間有較好的電平匹配能力 。 單片機(jī)的選擇。 Si4734 支持兩線 I2C 接口或三線 SPI 接口，通過微處理器可直接對它進(jìn)行參數(shù)設(shè)置或讀取。 Si4734 是支持廣播 AM/FM/SW/LW 頻段的無線接收專用芯片， 內(nèi)部 集成有 VCO（壓控振蕩器）、 AFC（自動頻率控制）、 AGC（自動增益控制）、 85dB 動態(tài)范圍的 ADC、7 級可選擇的 AM 通道濾波器 、內(nèi)置低壓差電壓調(diào)整器、高級音頻處理能力。 根據(jù)一段時間的資料查找與材料分析，最終決定 采 用 美國芯科實驗室 SILICON LABS（ ） 生產(chǎn) 的專用 收音機(jī)芯片 Si4734 作為接收主芯片，該芯片的功能完全能滿足課題設(shè)計的要求。而這個頻率段屬于中波和長波（ 長波廣播波段為152kHz～ 279kHz， 中波波段為 520kHz～ 1710kHz）。 第五章 是本文的總結(jié)，主要敘述了個人在軟、硬件設(shè)計和調(diào)試過程中的心得體會，并展望了本課題后續(xù)完善的方向 。包括： LCD 液晶屏應(yīng)用程序設(shè)計、 Si4734 應(yīng)用程序設(shè)計等內(nèi)容。包括：方案選擇、總體設(shè)計思路、單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計、 LCD 液晶屏電路設(shè)計、收音主芯片電路設(shè)計、功放電路設(shè)計、穩(wěn)壓電源電路設(shè)計等內(nèi)容。 本 文 的章節(jié)安排 第一章 為緒論部分 ， 先簡要地介紹軟件無線電的產(chǎn)生、特點及應(yīng)用，接著簡述了超外差接收機(jī)的基本原理，易受外界電磁干擾的原因，然后陳述了設(shè)計基于軟件無線電的AM 接收機(jī)的可行性。再通過 LCD 液晶屏把 Si4734 的工作狀態(tài)顯示出來。 本文就是按照課題的要求，設(shè)計并實現(xiàn)基于軟件無線電技術(shù)的 AM 接收機(jī)。 （ 2） 要求 ADC 盡量靠近天線。 采用軟件無線電技術(shù) 的 AM 接收機(jī)，在天線輸入端口 并 不采用 輸入 諧振電路，對天線進(jìn)來的信號沒有經(jīng)過選頻，會有多種頻率的干擾信號進(jìn)來，這也會導(dǎo)致接收效果變差。 造成中波廣播 接收效果差的另一個重要因素是電磁環(huán)境惡化。 城市的高層建筑越來越多，對廣播信號的屏蔽作用越來越強(qiáng)， 嚴(yán)重地減弱了中波信號的場強(qiáng)，使接收到的廣播信號極其微弱。夜晚時電離層變薄，密度變小，導(dǎo)電性能變差，對中波的吸收作用降低，中波的傳播距離會更遠(yuǎn)些。大地是導(dǎo)體，對中波有較強(qiáng)的吸收作用，故地波傳播的中波廣播傳播距離不遠(yuǎn)。無線電波碰到導(dǎo)體時，就在在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而損耗掉一部分能量。 桂林電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 5 頁 共 44 頁 圖 理想軟件無線電接收機(jī)框圖 從理論上講，采用軟件無線電技術(shù)設(shè)計的 AM 接收機(jī)在性能指標(biāo)上比模擬接收機(jī)更好，但實際使用時還會受到中波傳播環(huán)境、天線匹配等因素的制約，這些因素直接決定著設(shè)計方案的優(yōu)勢能否在聽覺效果上體現(xiàn)出來。 只要 ADC 器件的無失真動態(tài)范圍足夠大，實現(xiàn) AM接收機(jī)直接數(shù)字化是完全可行的。 但對于工作頻率 較低、信號帶寬 較 窄 的 無線 系統(tǒng)，比如 AM、 FM 廣播系統(tǒng)，采用理想的軟件無線電接收機(jī)是 卻 有可能實現(xiàn)的。射頻前端模塊一般都要具 有以下性 能 ： （ 1） 較 高 的 選擇性， 使 接收機(jī)的動態(tài)范圍盡可能大； （ 2） 高線性 度 ，在信道濾波之前，降低帶外高電平干擾信號在信道濾波器通帶內(nèi)產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物； （ 3） 極低的本振相位噪聲，以免鄰近 頻點 的干擾信號將本振噪聲轉(zhuǎn)換到接收機(jī)信道帶寬內(nèi)。另外，高電平干擾信號與所接收信號頻率僅相距數(shù)十千赫，所以，高電平干擾信號和它們在接收機(jī)中產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物會嚴(yán)重影響接收機(jī)的輸出信噪比。V（即 117～ 113dBm）。V（即 13dBm）或更高。 接收天線收到的射頻信號非常復(fù)雜，接收到的信號強(qiáng)弱有很大的差別，信號最強(qiáng)的并不一定是需要的信號，需要接收的信號幅度可以很微弱。另外，能覆蓋多個頻段的寬帶天線，目前的技術(shù)水平下也無法實現(xiàn)。 理想軟件無線電接收系統(tǒng)如圖 所示。 超外差接收機(jī)的框圖如圖 所示： 圖 超外差收音機(jī)原理框圖 軟件無線電技術(shù)用于 AM 接收機(jī)設(shè)計的可行性分析 按照軟件無線電的基本要求，一個理想