【正文】 will allow almost any audio source to be transmitted to any nearby FM receiver. The AT89S52 to be used to control the transmission frequency. The LED was chosen, providing enough space for all output situations. The ROHM BH1415F integrated circuit was chosen to create the frequency modulated audio output signal. Chip features include: small size, accuracy, and easily programmed transmission frequency. These system ponents have been thoroughly researched separately and are now in the process of being integrated to produce a working prototype FM Transmitter. The simulating frequency modulation technique was adopted in the design .In the frequency interval of 88MHz98 MHz, the audio signals can be sent out and received with the small power in a long distance .The emissive power of the system is about 20mW and the emissive distance is more than is no obvious distortion in the audio transmission. Key Words：frequency modulation；audio transmission； ROHM BH1415F目 錄1 引言 1 通信的發(fā)展 1 廣播的發(fā)展現(xiàn)狀 1 設(shè)計(jì)思路 22系統(tǒng)概述 3 系統(tǒng)功能要求 3 33 方案論證與比較 5 無線調(diào)頻發(fā)射電路設(shè)計(jì)方案論證與選擇 5 壓控振蕩器方案論證與選擇 64 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 7 單片機(jī)控制電路 7 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7 引腳功能 9 調(diào)頻調(diào)制發(fā)射電路 11 調(diào)頻調(diào)制電路的特點(diǎn) 11 結(jié)構(gòu)圖 11 允許的最大值 12 工作范圍 12 調(diào)頻調(diào)制發(fā)射電路的組成 12 鍵盤部分 14 單片機(jī)鍵盤和鍵盤接口概述 14 單片機(jī)鍵盤接口和鍵功能的實(shí)現(xiàn) 15 LC振蕩電路 16 調(diào)頻放大電路 17 電源模塊設(shè)計(jì) 17 單元電源電路設(shè)計(jì) 17 直流穩(wěn)壓電源的檢測 175 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 18 主程序 18 延時(shí)子程序 19 LED動(dòng)態(tài)掃描子程序 19 頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序 19 控制命令合成子程序 19 BH1415F字節(jié)寫入子程序 20 查鍵子程序 216 系統(tǒng)調(diào)試及性能分析 23 硬件調(diào)試 23 軟件調(diào)試 23 發(fā)射頻率的調(diào)試 23 性能分析 23結(jié) 論 24參考文獻(xiàn) 25附錄1：原理圖 26附錄2：程序源代碼： 28附錄3：英文原文 41附錄4：中文譯文 52致 謝 59畢業(yè)論文1 引言 通信的發(fā)展人類社會(huì)的發(fā)展可視為一部信息傳播技術(shù)的發(fā)展史。直到19世紀(jì)電磁學(xué)的理論與實(shí)踐已有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)后，人們開始尋求用電磁能量傳送信息的方法。 面向21世紀(jì)的無線通信，無線通信的系統(tǒng)組成、信道特性、調(diào)制與編碼、接入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、抗衰落與抗干擾技術(shù)以及無線通信的新技術(shù)和新應(yīng)用的發(fā)展更是一日千里。調(diào)頻廣播因其優(yōu)秀的音質(zhì)和抗干擾性能而成為城市廣播覆蓋的主要手段。隨之逐步形成了高塔大功率覆蓋的格局。但其固有缺點(diǎn)和帶來的負(fù)面影響也是不容忽視的，主要有以下幾點(diǎn)：因調(diào)頻廣播工作于米波段，極易因高大建筑物和其他物體反射形成多徑干擾；因高山和低谷等地形因素會(huì)產(chǎn)生收不到信號(hào)的陰影區(qū)；大區(qū)制覆蓋因頻率不能復(fù)用造成規(guī)劃困難；頻譜利用率低；不能解決長距離交通線的連續(xù)覆蓋問題。由于相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和國家軍用標(biāo)準(zhǔn)及頻率規(guī)劃多是10年以前制定的，那時(shí)尋呼業(yè)和調(diào)頻廣播剛起步不久，對(duì)干擾的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)不充分，已不適應(yīng)當(dāng)今電磁環(huán)境現(xiàn)狀。在世界各國，頻率資源是有限的。廣播頻率是政府部門頒發(fā)的，現(xiàn)在很多公司、媒體都愿意斥巨資競標(biāo)頻譜使用權(quán)。由于傳統(tǒng)的大功率的調(diào)頻廣播頻率資源的限制，使廣播技術(shù)工作者開辟了另一種廣播技術(shù)形式：小調(diào)頻同步廣播，它的特點(diǎn)是多布點(diǎn)、小功率、同頻、同相、同步廣播，使用的是現(xiàn)有的調(diào)頻技術(shù)，不過存在著多點(diǎn)同步問題，這在技術(shù)上是可以克服的。由于采用小功率按需布點(diǎn)的方法，在滿足覆蓋需要的前提下，把單臺(tái)發(fā)射機(jī)的功率大幅度降了下來，降到10W、50W、最大不超過300W，這就使諸多問題迎刃而解。 設(shè)計(jì)思路 任何一個(gè)地區(qū)、一個(gè)城市都需要有很多專業(yè)的服務(wù)及新聞宣傳，如交通信息咨詢、健康咨詢、股市信息咨詢等，廣播又是大眾最靈活的信息接受媒體，這需要建立很多的廣播電臺(tái)，而作為一個(gè)國家的頻率資源是嚴(yán)格控制和有限的，因此，小調(diào)頻廣播就成了未來廣播的另一種主要形式，它是廣播發(fā)展的其中一個(gè)方向，是數(shù)字音頻廣播(DAB)、網(wǎng)絡(luò)廣播的有力補(bǔ)充，既節(jié)約了頻譜資源，又實(shí)現(xiàn)了廣播功能。2系統(tǒng)概述 系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)一個(gè)無線調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)的短距離傳輸。無線調(diào)頻發(fā)射器可以在8898MHz范圍內(nèi)任意設(shè)置發(fā)射頻率，可以預(yù)置發(fā)射頻道，具有單聲道/立體聲控制，發(fā)射距離在2050米之間。通過操作鍵盤可以設(shè)置和更改發(fā)射的頻率；單片機(jī)用于控制數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的發(fā)射頻率和發(fā)送頻率信號(hào)到調(diào)頻調(diào)制電路中；調(diào)頻發(fā)射將輸入的音頻信號(hào)調(diào)制后通過載波發(fā)送出去；數(shù)碼管用于顯示發(fā)射的頻率；調(diào)頻放大將得到的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大；電源模塊則為整個(gè)電路提供電源。它可構(gòu)成發(fā)射高頻率信號(hào)的功率放大器。由集成芯片MC2833組成的調(diào)頻發(fā)射機(jī)，先將語音通過話筒變成音頻電壓信號(hào)送給音頻放大器進(jìn)行音頻電壓放大，此音頻電壓信號(hào)經(jīng)耦合電容送給可變電抗的輸入端腳3去控制可變電抗，而由可變電抗以及電感、晶體與高頻振蕩器組成調(diào)頻振蕩電路，產(chǎn)生調(diào)頻波經(jīng)緩沖送給兩級(jí)二倍頻放大器。但由于該芯片涉及到的諧振回路較多，不易統(tǒng)調(diào)，因而頻率不易控制，導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定，容易跑臺(tái)，實(shí)現(xiàn)較為困難。它主要由前置音頻放大器，立體聲調(diào)制器，F(xiàn)M調(diào)制器及射頻放大器組成。圖32所示為電路框圖。調(diào)頻電路射頻輸出放大電路左聲道輸入右聲道輸入圖32 BA1404電路基本框圖方案3：采用集成芯片BH1415F及相關(guān)電路構(gòu)成。此電路可實(shí)現(xiàn)立體聲調(diào)頻發(fā)射，采用了MCU 數(shù)據(jù)直接頻率設(shè)定，可設(shè)定70120MHz頻率，由于采用了鎖相環(huán)鎖頻并與調(diào)頻發(fā)射電路一體化，使發(fā)射的頻率非常穩(wěn)定，并且可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的要求。 壓控振蕩器方案論證與選擇 方案1：采用分立元件構(gòu)成。圖33 壓控振蕩電路電路是電容三點(diǎn)式振蕩器，如圖33所示。方案2：采用壓控振蕩器和變?nèi)荻O管，及一個(gè)LC諧振回路構(gòu)成變?nèi)荻O管壓控振蕩器。由于采用了集成芯片，電路設(shè)計(jì)簡單，系統(tǒng)可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)可以使輸出頻率穩(wěn)定度進(jìn)一步提高。4 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制電路 系統(tǒng)采用的微控制器是ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗、高性能單片機(jī)AT89S52，它有32個(gè)外部雙向輸入/輸出 （I/O） 端口，片內(nèi)含8k bytes的可重復(fù)編程的Flash存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （RAM），3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，1個(gè)全雙工串行通信口，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。圖41為單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖[13]。(2) 程序存儲(chǔ)器AT89S52共有8KB個(gè)E2PROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。圖41內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖(4) 并行輸入輸出口AT89S52共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。(6) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器AT89S52有三個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制。 引腳功能 圖42 AT89S52芯片引腳圖(1) 電源和晶振VCC：供電電壓。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。(2) I/O口① P0口P0口的字節(jié)地址為80H，位地址為80H～87H。當(dāng)作為輸出口使用時(shí)，由于輸出電路是漏極開路，必須外接上拉電阻才能有高電平輸出。P1口只能作為通用I/O口使用。③ P2口P2口的字節(jié)地址為0A0H，位地址為0A0H～0A7H。此外，P2口也可作為通用I/O口使用。P3口可以作為通用I/O口使用，但在實(shí)際應(yīng)用中它的第二功能信號(hào)更為重要。保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，就可以完成CPU系統(tǒng)復(fù)位操作，使系統(tǒng)的一些單元內(nèi)容回到規(guī)定值。在讀外部ROM時(shí)，/PSEN有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。當(dāng)/EA信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng)/EA為高電平時(shí)，則對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送。 調(diào)頻調(diào)制發(fā)射電路 本系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)制發(fā)射部分電路采用了ROHM公司的調(diào)頻發(fā)射專用集成電路BH1415F。適合用于生產(chǎn)立體聲的無線音箱、無線耳機(jī)、CD、MPDVD、PAD、筆記本計(jì)算機(jī)等的無線音頻適配器開發(fā)生產(chǎn)。 調(diào)頻調(diào)制電路的特點(diǎn)（1）將預(yù)加重電路、限幅電路、低通濾波電路（LPF）一體化，使音頻信號(hào)的質(zhì)量比分立元件的電路（如：BA140NJM2035等）有很大改進(jìn)。（3）采用了鎖相環(huán)鎖頻并與調(diào)頻發(fā)射電路一體化，合發(fā)射的頻率非常穩(wěn)定。 結(jié)構(gòu)圖圖43 BH1415F 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 允許的最大值 表41 BH1415F 工作時(shí)允許的最大值（Ta=25℃ 基本電路測量）項(xiàng)目符號(hào)范圍單位條件電源電壓Vcc+7vVPin12輸入電壓VIND~Vcc+VPin11118相位比較器輸出電壓VOUTD~Vcc+VPin7功率Pd450mW 工作溫度范圍Tstg55~+125℃ 工作范圍 表42 BH1415F 工作范圍（Ta=25℃）項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值單位條件工作電源電壓Vcc~VPin12工作溫度Topr40~85℃音頻輸入電平VINA~10dBVPin22音頻輸入頻率fINA20~15KHzPin22預(yù)加重延時(shí)τPRE~155μsecPin21發(fā)射頻率fTX~MHzPin11高電平電壓標(biāo)準(zhǔn)（H）VIH~VccVPin11118低電平電壓標(biāo)準(zhǔn)（L）VILGND~VPin11118 調(diào)頻調(diào)制發(fā)射電路的組成（1）預(yù)加重電路 預(yù)加重電路是一個(gè)非線性的音頻放大器，它的內(nèi)部工作點(diǎn)為1/2Vcc，因?yàn)樗欠蔷€性放大器，所以輸入阻抗取決為內(nèi)部電阻R3=43 KΩ，預(yù)加重時(shí)間取決于內(nèi)部電阻R2==2200p。圖44 限幅電路 （3）低通濾波電路 低通濾波電路是由二階低通反饋放大電路組成，它的分頻點(diǎn)為15KHz。音頻信號(hào)和38KHz的副載波信號(hào)被多路復(fù)合器進(jìn)行了平衡調(diào)制，產(chǎn)生了一個(gè)主信號(hào)（L+R）和一個(gè)通過DSB 調(diào)制的38KHz 副載波信號(hào)（LR），并與19KHz導(dǎo)頻信號(hào)組成復(fù)合信號(hào)從第5腳輸出。這一部分由高頻振蕩器、高頻放大器及鎖相環(huán)頻率合成器組成。高頻振蕩器是由第9腳外部的LC 回路與內(nèi)部電路組成，振蕩信號(hào)經(jīng)過高頻放大器從11腳輸出，同時(shí)輸送到鎖相環(huán)電路進(jìn)行比較后從第7腳輸出一個(gè)信號(hào)對(duì)高頻振蕩器的值進(jìn)行修正，確保頻率穩(wěn)定。 鍵盤部分 單片機(jī)鍵盤和鍵盤接口概述單片機(jī)使用的鍵盤可分為獨(dú)立式和矩陣式兩種。矩陣式鍵盤也稱行列式鍵盤，因?yàn)殒I的數(shù)目較多，所以鍵按行列組成矩陣（如圖46所示）。下面來介紹鍵盤接口問題[13]。b 鍵識(shí)別，以確定閉合鍵的行列位置。d 排除多鍵、串鍵（復(fù)按）及去抖動(dòng)。但具體那些由硬件完成由軟件完成，要看接口電路的情況。 單片機(jī)鍵盤接口和鍵功能的實(shí)現(xiàn)（1） 鍵盤接口處理內(nèi)容① 鍵掃描鍵盤上的鍵按行列組成矩陣，在行列的交點(diǎn)上都對(duì)應(yīng)有一個(gè)鍵。② 去抖動(dòng)當(dāng)掃描表明有鍵被按下之后，緊接著應(yīng)進(jìn)行去抖動(dòng)處理。抖動(dòng)時(shí)間長短與鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms。鍵按下前沿抖動(dòng)后沿抖動(dòng) 圖47 鍵閉合和斷開時(shí)的電壓抖動(dòng)③ 鍵碼計(jì)算被按鍵確定下來之后，接下來的工作是計(jì)算閉合鍵的鍵碼，因?yàn)橛辛随I碼，才能通過散轉(zhuǎn)指令把程序執(zhí)行轉(zhuǎn)到閉合鍵所對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序上去。所以通常都是以