【正文】 圖 BA1404 和單片機設(shè)計數(shù)控調(diào)頻發(fā)射機臺設(shè)計框圖 方案二：利用 BH1415F 和單片機設(shè)計數(shù)控調(diào)頻發(fā)射臺，其設(shè)計框圖如下： 單片機 BA1404 鎖相環(huán)電路 外部電路 發(fā)射電路 鍵盤電路 顯示電路 立體聲指示 晶振 晶振 聲道 4 圖 數(shù)控立體聲調(diào)頻 發(fā)射機臺設(shè)計原理框圖 上述兩個方案，在單片機控制發(fā)射頻率部分我們都采用相同的電路；在調(diào)制頻率控制發(fā)射部分，如果選擇 BA1404 芯片，由于 BA1404 內(nèi)部不含鎖相環(huán)電路，使用時間一長很容易跑頻，用在頻率高的地方不合適?；谶@一點，我選擇 BH1415F，它擁有良好的性能，一方面芯片的集成度進一步加強，它把音頻輸入端的預(yù)加重電路、穩(wěn)幅電路、低通濾波電路集成在了一起，使得音色得到很大改善，更重要的是，它內(nèi)含鎖相環(huán)電路，不僅減少的多加 的外部電路對系統(tǒng)的負(fù)面影響，而且使得系統(tǒng)頻率穩(wěn)定度非常好，這是調(diào)頻發(fā)射臺一個很重要的性能指標(biāo)。 基于以上幾點原因，我選擇方案二。 立體聲調(diào)頻發(fā)射臺系統(tǒng)工作原理 BH1415F 控制的數(shù)控立體聲調(diào)頻發(fā)射臺工作原理框圖如圖所示。發(fā)射頻率范圍為 —。當(dāng)百位為 0 時，十位為 8 或 9；當(dāng)百位為 1 時，十位只能為 0。 T1T11 設(shè)置為頻率預(yù)置鍵，可以預(yù)置 11個頻道； T14 設(shè)置為單聲道 /立體聲預(yù)置鍵。由于 BH1415F 的頻率控制碼為 16位，所以單片機先將顯示的十進制 BCD 碼轉(zhuǎn)化為高 5 位為 0 的頻率控制數(shù)據(jù)，頻率控制數(shù)據(jù)再和 BH1415F 的 5 位控制位組成控制碼，然后發(fā)送出去。與此同時，取出調(diào)制信號頻率和單片機輸入的基準(zhǔn)發(fā)射頻率比較，如果兩者不同，那么，就會產(chǎn)生一個偏差信號，這個信號經(jīng)過低通濾波電路，對原來的調(diào)制信號進行修正，正因為有這個 PLL 電路，使得發(fā)射臺發(fā)射頻率十分穩(wěn)定。 167。 AT89C52 單片機的結(jié)構(gòu)和原理 所謂單片機，就是在一片硅片上集成了中央處理器、存儲器、和各種輸入輸出接口（定時器 /計數(shù)器、串行口、 I/O、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 D/A 轉(zhuǎn)換器）的單片微型計算機。其主要包括下列硬件資源： ? 面向控制的 8 位 CPU； ? 8K字節(jié)程序存儲器 ROM； ? 128 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 RAM； ? 片內(nèi)振蕩器及時鐘電路； ? 三個 16 位定時器 /計數(shù)器； ? 可尋址 64K 外部數(shù)據(jù)存儲器和 64K 外部程序存儲器 空間的電路； ? 32 條可編程的線（四個 8 位并行 I/O 端口）； ? 一個可編程全雙工串行口； CPU 是單片機內(nèi)部的核心器件。 AT89C52 單片機的存儲器配置： 51 系列單片機存儲器結(jié)構(gòu)的主要特點是采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器尋址空間分開的哈佛結(jié)構(gòu)。從用戶編程使用的角度來看，存儲器可分為 3 個邏輯地址空間：片內(nèi)外統(tǒng)一編址的 64KB（ 0000H0FFFFH）的程序存儲器地址空間； 256B（ 00H0FF）的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器空間； 64KB（ 0000H0FFFFH）的外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間。 7 AT89C52 單片機的并行 I/O 接口： AT89C52 單片機共有 4 個 8 位的并行接口 P0,P1,P2,P3，共 32 根 I/O 線。他們都是雙向通道，每一條 I/O 都能獨立地用作輸入或輸出，作輸入時數(shù)據(jù)可以鎖存 ，作輸入時數(shù)據(jù)可以緩沖。 復(fù)位電路： 復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)上電自動復(fù)位，即接通電源就完成系統(tǒng)的復(fù)位初始化。其中按鍵電平復(fù)位是通過按鍵使復(fù)位端經(jīng)電阻與電源 Vcc 接通而實現(xiàn)的。初步檢查可以用示波器探頭監(jiān)視 RST 引腳，按下復(fù)位鍵，觀 察是否有足夠的幅度的波形輸出（瞬時的），還可以通過改變復(fù)位電路阻值容值進行實驗。 鍵盤控制電路設(shè)計 在設(shè)計鍵盤過程中，用 2 個鍵來分別控制頻率的增減，可以進行微調(diào)。為了使用方便需要設(shè)置幾個頻率預(yù)制鍵，到時候只需按一下某個鍵，顯示器立即顯示該頻率并且單片機會同時將該頻率處理、發(fā)送給調(diào)頻發(fā)射專用芯片，基于這種情況我選擇 4*4 矩陣式鍵盤，這種鍵盤含有 16個鍵，可以用其中的 2 個鍵控制頻率的增減，一個鍵作為立體聲控制鍵，其余的 11 個鍵作為頻率預(yù)置鍵，鍵盤采用程 序掃描方式工作。 1. 鍵盤的工作原理 鍵盤可以分為兩類：獨立連接式和矩陣式。這種鍵盤的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但隨著鍵數(shù)的增多所占用的 I/O 口線也增加。 2． 矩陣式鍵盤的工作過程 （ 1） CPU 先使行線 O0 線為低，其余行線為高，即 0 行為“ 0”狀態(tài)， 其余行均為“ 1”狀態(tài)。如此時，若 I0 為“ 0”狀態(tài)，則為“ 0”鍵壓下；若 I1 為“ 0”狀態(tài)，則為“ 1”鍵壓下；等等。再讀入輸入緩沖器的狀態(tài)，以確定哪條列線為“ 0”狀態(tài)，從而判斷是哪個鍵壓下。 我們將這樣的工作過程，稱為鍵掃描，鍵掃描的方式有： a 程控掃描方式： CPU 的控制一旦進入監(jiān)控狀態(tài)，將反復(fù)不斷地掃描鍵盤，等待輸入命令或數(shù)據(jù)。當(dāng)兩遍掃描到鍵位上都有鍵壓下（延遲正好為 8ms）時， CPU 才作處理。采用程序掃描方式工作。當(dāng)百位為 0 時，十位數(shù)為 8 或 9；當(dāng)百位數(shù)為 1 時，十位數(shù)只能為 0；個位及小數(shù)位為 0— 9 之中的任意數(shù)。 T15 為單聲道 /立體聲控制鍵。 圖 4*4 矩陣式鍵盤設(shè)計原理圖 167。 第 2腳： VDD 接 5V 正電源。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 16腳：背光源負(fù)極。（說明： 1 為高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 12 指令 4：顯示開關(guān)控制。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接 收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 圖 硬件原理圖 13 167。 BH1415F 調(diào)頻發(fā)射芯片 BH1415F 是 Rohm 公司最新生產(chǎn)的調(diào)頻發(fā)射專用集成芯片 ，它對以往象BA1404 調(diào)頻發(fā)射芯片沒有鎖相環(huán)電路，容易跑頻的特點，作了相當(dāng)大的改進：內(nèi)含立體聲信號調(diào)制、調(diào)頻廣播信號發(fā)射電路， BH1415F 內(nèi)有前置補償電路、限制器電路、低通濾波電路等，因此具有良好的音色，內(nèi)置鎖相環(huán)系統(tǒng)調(diào)頻發(fā)射電路，傳輸頻率非常穩(wěn)定。 D11(MONO)為單聲道 /立體聲控制位， 0 時為單聲道發(fā)射 模式， 1 時為立體聲發(fā)射模式。 BH1415F 也是一種無線音頻傳輸集成電路，它可以將計算機聲卡、游戲機 CD、 DVD、 MP調(diào)音臺等立體聲音頻信號進行立體聲調(diào)制發(fā)射、傳輸，配合著普通的調(diào)頻立體聲接收機就可實現(xiàn)無線調(diào)頻立體聲傳輸。這個集成電路由提高信躁比 (S/N)的預(yù)加重電路、防止信號過調(diào)的限幅電路、控制輸入信號頻率的低通濾波電路 (LPF)、產(chǎn)生立體聲復(fù)合信號的立體聲調(diào)制電路、調(diào)頻發(fā)射的鎖相環(huán)電 路 (PLL)組成。這種集成化的設(shè)計使得音頻信號的抗干擾性顯著加強，更重要的是立體聲會進入一個均衡器，這時這個多路復(fù)合器會對輸入的立體聲信號進行平衡調(diào)制，因此音質(zhì)也大為改進。在調(diào)頻發(fā)射芯片中，我們用的的是 晶振，先經(jīng)過一個 1/4 總分頻器，然后再經(jīng)過 1/50 分頻，即產(chǎn)生一個 38KHz200分頻的副載波信號送入多路復(fù)合 器， 38KHz 的副載波再經(jīng)過一個 1/2 分頻器即產(chǎn)生 19KHz 的導(dǎo)頻。 BH1415F芯片與 BA1404 芯片相比有很大改進，但最大的改進還是增加了一個鎖相環(huán)電路， BA1404 芯片由于沒有鎖相環(huán)電路，所以很容易產(chǎn)生頻率偏移，用完之后又要進行頻率調(diào)節(jié)，定位，很麻煩。 BH1415F 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。它連接 150P 電容 1/2Vcc 4 濾波器端：它是聲頻部分濾波器參考電壓 1/2Vcc 5 立體聲復(fù)合信號輸出端：它連接到調(diào)頻調(diào)制器 1/2Vcc 6 接地端： GND 7 鎖相環(huán)相位檢波輸出端： 它連接到 PLL LPF 電路 8 電源供給端： Vcc 9 射頻振蕩器端：這是振蕩器基端，它連接振蕩時間常數(shù) 4/7Vcc 10 射頻地端： GND 11 射頻發(fā)送輸出端： 12 PLL 電源供給端： Vcc 13， 14 X’tal 振蕩器端：它連接一個 晶振 15 15 芯片授權(quán)端： 連續(xù)輸入高電平數(shù)據(jù) 16 時鐘輸入端： 帶數(shù)據(jù)和同步的時鐘在序列數(shù)據(jù)輸入 17 數(shù)據(jù)輸入端： 18 靜音端： =Pin18:Mute ON =Pin18:Mute OFF 19 控制信號調(diào)節(jié)端： 1/2Vcc D 15 D 14 D 13 D 12 D 11 D 10 D 9 D 8 D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 表 BH1415F 的頻率控制碼字 BH1415F 芯片的 1 和 22 腳輸入端有兩個預(yù)加重電路，他們對立體聲輸入端輸入的音頻信號進行非線性放大，內(nèi)部工作點為 1/2Vcc，因為它為非線性放大器，所以輸入阻抗取決于 R3=43K，預(yù)加重時間取決于內(nèi)部 R2= 和外部電容 C1=2200P， R1=1K 是限流電阻，防止自激產(chǎn)生。且不在隨輸入電壓的變化而變化。也可以用三極管制作限幅器，用三極管限幅還兼有放大功能，滿足了一些較高的技術(shù)要求，還可以用集成電路構(gòu)成限幅電路。音頻信號和 38KHz 的副載波被多路復(fù)合器進行平衡調(diào)制，產(chǎn)生一個主信號 (L+R)和一個通過 DSP調(diào)制的副載波信號 (LR)并與 19KHz導(dǎo)頻信號組成復(fù)合信號從第5腳輸出。 FM 發(fā)射電路以及低通濾波電路的設(shè)計 一、 根據(jù)調(diào)頻發(fā)射芯片的特點，我們需要設(shè)計高頻振蕩電路的外部電路，由于 RC 振蕩電路產(chǎn)生的是低頻正弦信號，所以我們選用 LC 振蕩電路 . LC 振蕩電器產(chǎn)生的是高頻正弦波。下圖是高頻振蕩電路的外部振蕩電路部分。這部分由高頻振蕩器、高頻放大器及鎖相環(huán)頻率合成器組成。 調(diào)頻專用集成芯片 BH1415F 第 9腳外的 LC回路與芯片內(nèi)部電路一起組成高頻振蕩器。同時，將這個調(diào)頻調(diào)制信號送到鎖相環(huán)電路與單片機輸入的發(fā)射頻率相比較，然后從 7 腳輸出一個信號（先經(jīng)過低通濾波電路）對高頻振蕩器的值進行修正，確 保頻率穩(wěn)定。 二、低通濾波電路屬于濾波電路里有源電路的一種，如下為一些有源濾波電路： 低通濾波電路、高通濾波電路、帶通濾波電