【正文】 采用串行的形式，能夠節(jié)省單片機(jī)的口資源。因此有必要在電路中設(shè)置看門狗電路（ WATCHDOG 電路）監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行。如果采用帶有硬件構(gòu)成的 WATCHDOG 系統(tǒng)，它的硬件部分完全獨(dú)立于 CPU之外，將大大地提高它的可靠性。 第三章 硬件系統(tǒng) 接收機(jī)電路 畢業(yè)論文 采用了本課題提供的 CXA1019S 芯片及其外圍典型應(yīng)用電路。此電路是在 CXA1019S典型應(yīng)用電路的基礎(chǔ)上去掉 AM 部分，如圖 2 所示： 15FM/AM OUT14FE GND13FM RF IN12NC10FM RF9REG OUT8FM OSC7AFC6AM OSC5VOL11AM RF4NF3DISCR12GND1GND16BAND17AM IF IN18FM IF IN19NC20METER21IF GND22AFC/AGC24DET OUT23AFC/AGC25AF IN26RIPPLE27VCC28AF OUT29GND30GNDC XA 1 0 1 9 SR6150 H Z H ZR1330C3R2 E710uFE6E510uFE4E310ufE2470uFC 10C1C2+ 5VE110uFL S ?S P E A K E RE9R510KR V 150KC93pFVD2C81000pFC715pFC4E810uFC63pFC A P V A RL2L1C51000pFVD1R4100KR3100KP M O S CB P FV D ( )+++++ ++ + 圖 2 由天線將高頻信號(hào)經(jīng) BPF 濾波器送到 CXA1019S 芯片的 13 腳（ FM 高頻輸入），在芯片內(nèi)部進(jìn)行高頻放大，放大后的信號(hào)由接在 10 腳的 L CC5 和 VD1 選頻，通過(guò)改變變?nèi)荻O管 VD1 的反向偏置電壓，來(lái)改變變?nèi)荻O管的電容量，以達(dá)到頻率調(diào)諧的目的；接在 8 腳的 L C C8 和 VD2組成 FM 本振選頻網(wǎng)絡(luò)，同樣是通過(guò)調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管 VD2 的反向偏置電壓來(lái)改變本振頻率的；選頻后的調(diào)頻電臺(tái)信號(hào)在芯片內(nèi)部混頻，混頻后的 調(diào)諧信號(hào)在 15 腳輸出，通 過(guò) R1（ 330）電阻送到 CF（ 陶瓷濾波器），經(jīng)其選頻后送到芯片的 18 腳進(jìn)行 FM 中頻放大。通過(guò)內(nèi)部的音頻功率放大最后由 28 腳送出給揚(yáng)聲器。相關(guān)的理論計(jì)算如下： （ 1）、波段覆蓋系數(shù)的計(jì)算 畢業(yè)論文 88MHz~108MHz頻率 ,高端頻率 fmax=108MHz,低端頻率為 fmin=88MHz,設(shè)電容的最大值為 Cmax，最小值為 Cmin，回路外接電容 Cpx于是存在 1minmax ?CC 從 min2minmax CCC CC pxPx ? 有m inm a xm in2m inm a xm inm a x CCCCC CCCC pxpx ??? 由上式有pxpxCC CCCC ???m inm axm inm ax 設(shè) Kd 為波段覆蓋系數(shù)則有 Kd=m inm a xm inm a xm in CCCC CCffpxpxa m x ???? Kd= ?MH zMH z Kd2= 得到 minmax ?CC ， 只要minmaxCC 就可以達(dá)到要求，在結(jié)構(gòu)上該可變電容器是可以實(shí)現(xiàn)的。 ① 本振回路參數(shù)計(jì)算 :變?nèi)荻O管先與 C8 串聯(lián)再與 C7 并聯(lián)構(gòu)成振蕩加路的總 C(設(shè)變?nèi)荻O管最大值為 CVDmax、最小值為 Cvdmin)即為： ∵ Cmax=C7+88maxmax CC CCVDVD ? =、 Cmin=C7+ 88minmin CC CCVDVD ? = Kd= ?? = inm ax ?CC= ∴ KdminmaxCC 變?nèi)荼冗_(dá)到覆蓋系數(shù)要求。 fmax=min221 CL? ,L1= fmin=max221 CL? ,L1= 數(shù)字 鎖相環(huán)路部分 這一部分既是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，我們利用鎖相環(huán)路法來(lái)構(gòu)成數(shù)字式頻率合成器，應(yīng)用鎖相頻率合成器芯片 BU2614 內(nèi)部的數(shù)字邏輯電路把 VCO 頻率一次或多次降頻至鑒相器頻率上， 再與參考頻率在鑒相電路中進(jìn)行比較，所產(chǎn)生的誤差信號(hào)用來(lái)控制 VCO 的頻率，使之鎖定在芯片內(nèi)參考頻率的穩(wěn)定度上。 BU2614的應(yīng)用為調(diào)諧器（小型元件，盒式收音機(jī)，收音設(shè)備等），特性為： 1） 內(nèi)建高速預(yù)置可分頻 130MHZ 壓控振蕩器。 3） 低電流消耗，（操作時(shí) 4MA， PLL 關(guān)閉時(shí) 100MA）。 6） 解鎖檢測(cè)。該方案的顯著 優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度高 ,當(dāng)壓控振蕩器參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，可自動(dòng)跟蹤捕捉，使頻率重新穩(wěn)定。 BU2614 鎖相頻率合成芯片工作于 FM 波段，具有低噪聲，低能耗的特點(diǎn)，并且內(nèi)部帶有高靈敏度 RF 放大器，支持 IF 計(jì)數(shù)功能。本設(shè)計(jì)選擇 R0 為“ 1” R1 為“ 1”， R2“ 1”，標(biāo)準(zhǔn)頻率為 25KHZ 與頻率 FMOSC/N 比較，在 PD 輸出相位比較信號(hào)，根據(jù) PD 輸出端的不同狀態(tài)，從低通濾波器得到相應(yīng)的直流電壓，該電壓加在 CXA1019S 收音機(jī)回路的調(diào)諧和本振回路中的變?nèi)荻O管上，使得調(diào)諧頻率和本振頻率的改變與天線 BPF 接出的載波信號(hào)諧振收到電臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電調(diào)諧功能。 （ 2）鎖相環(huán)的組成及 工作原理 此環(huán)路是一個(gè)相位的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。如圖 5 所示： PD LF V CO程序分頻器frfvV d (t ) V o (t ) fo = N frN 圖 5 當(dāng)壓控振蕩器的頻率 f0由于某種原因而發(fā)生變化時(shí)，必然相應(yīng)地產(chǎn)生相位變化。 V0(t)用來(lái)控制壓控振蕩器中的壓控元件數(shù)值（變?nèi)荻O管的電容量），而這壓控元件又是 VCO 振蕩回路的 組成部分，結(jié)果壓控元件電容量的變化將 VCO 的輸出頻率 fv 又拉回到穩(wěn)定值上來(lái)。 A 、鑒相器 PD 鑒相器是鎖相環(huán)路中的關(guān)鍵部件。 ，因此在數(shù)字式鎖相環(huán)路中常采用脈沖取樣保持相位比較器做鑒相器，其作用是：用來(lái)比較輸入信號(hào)電壓和輸出信號(hào)電壓的相位，產(chǎn)生與兩信號(hào)之間相位差成比例的電壓 Vd(t)≈ Kd(θ vθ r)。 B、 環(huán)路濾波器 環(huán)路濾波器，即低通濾波器，常用的形式有： RC 濾波器、無(wú)源比例積分濾波器、有源比例積分濾波器。 本設(shè)計(jì)采用 RC 濾波器 （ 其電路如圖 6 所示） 。環(huán)路濾波器的輸出波形如圖 7： *高阻VHVLVLVHVLVH參考頻率比較頻率fvf i nP D o u tfrO S C RN 圖 7 采用 RC 濾波器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、調(diào)試方便。 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。在一定范圍內(nèi)， ω v與 vc之間是線性關(guān)系。變壓二極管是一個(gè) 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(shí)，兩端加一個(gè)反向偏壓 VD； VD變化其等效電容 CD也隨之變化。對(duì)于超變結(jié) n=2 或更高由式可知，在零偏壓時(shí)，結(jié)電容按指數(shù)規(guī)律下降其特性如圖8： Cd U dCo0VD2VD1RC1 C7C51000pFL1C630pFL2C81000pF10 9 8C A X 1019S 圖 8 在電路中如圖調(diào)頻信號(hào)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 C C8，此外， C C8 還起到高頻振蕩信號(hào)的耦合電容的作用， C C8 取 1000PF 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 CD，也就是說(shuō)不管變?nèi)荻O管的反相偏壓多么低， C C8CD永遠(yuǎn)成立。 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(gè)范圍之后，控制靈敏度將會(huì)下降。 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(lái)決定，最后通過(guò)單片機(jī)與 BU2614 通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)中對(duì)鎖相環(huán)電路而言，其核心元件是 BU2614 鎖相頻率合成芯片。它是通過(guò)單片機(jī)為它預(yù)置的分頻比來(lái)調(diào)節(jié)本振頻率的。從而完成了收音機(jī)接收調(diào)諧穩(wěn)頻功能。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 10 14 A16B20C23D21E15F17G22DF2 DIG011DIG16DIG27DIG34GND9GND19 18 1DIN13CLK12LOAD3DIG410DIG5721912 346 791011121314 1516 17181920 21 222310K+ 5VP3.3(803