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数控调频发射器设计
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内容提示：数控校园调频发射机是由STC89C52单片机控制模块、BH1415F调频调制发射模块、频输入模块、电源模块、一根馈线、一根发射天线组成。调频调制发射模块，通过馈线向空中发射调频电磁信号，供耳机、收音机等带有调频接收功能的设备接收。
数控调频发射器采用单片机控制芯片和锁相环集成电路实现调频立体声信号的调制与发射，四位LED数码管动态扫描显示功能，并且独立设计该产品的显示部分和发射部分，有效的增强了顾客的可操作性。FML数控调频发射器实际上就是一个个人微型广播电台，能将Discman、MD、MP3（包括苹果iPod）等各种便携式音、视频播放器中的音频信号转换成高保真的无线FM调频立体声信号发射出去，扩展了现有播放器的应用功能和应用环境将播放器（MP3/CD/MD/PDA）的音频信号用FM发射出去，让所有在有效距离内的FM接受设备能够在指定频段内接受到发射器所发射的信号。具有功耗低、结构美观、安装方便等特点。
本系统采用单片机和BH1415F作主控器件，通过单片机预置数据控制BH1415F，利用BH1415F内部的PLL将频率锁定，所以频率是很稳定的。由于显示采用了四位数码管显示，用键盘输入所需频率，使得操作非常方便直观.。目前大多数高校校内用的调频广播发射器，发射频率固定单一，稳定性差。本文设计了可在80.0MHZ至109 .0MHZ范围内任意设
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无线调频发射器的设计TheDesignofWirelessFrequencyModulationTransmitter摘要利用无线通信信道的远距离语音传输业务，是近年来发展很快的一门技术。由于语音业务对误码不敏感，可以采用调频方式发送信息。调频发射器可以使音频信息传送到附近的任意FM接收机。本设计中使用AT89S52控制调频发射的频率，选择了数码管显示发射的频率状态。选择了ROHMBH1415F集成电路产生调频调制发射信号的频率。芯片的主要特征体积小，准确性高，而且容易产生发射频率。这个系统的各个部分可以进行深入的独立设计研究，现在把它们组合成一个典型的调频发射系统。本设计使用模拟调频技术，在88MHz98MHz的频段上，实现了线路输入语音信号的小功率远距离单工发送。系统发射功率大约20mW，发射距离大于20m，本系统可实现无明显失真的语音传输。关键词调频语音传输ROHMBH1415ABSTRACTTheremoteaudioservicecodethroughwirelesscommunicationchannelsisafastdevelopingtechnologyinrecentyears.Astheaudioservicecodeisnotsensitivetothemistakencode,thefrequencymodulationcanbeusedtosendinformation.TheFMTransmitterwillallowalmostanyaudiosourcetobetransmittedtoanynearbyFMreceiver.TheAT89S52tobeusedtocontrolthetransmissionfrequency.TheLEDwaschosen,providingenoughspaceforalloutputsituations.TheROHMBH1415Fintegratedcircuitwaschosentocreatethefrequencymodulatedaudiooutputsignal.Chipfeaturesincludesmallsize,accuracy,andeasilyprogrammedtransmissionfrequency.ThesesystemcomponentshavebeenthoroughlyresearchedseparatelyandarenowintheprocessofbeingintegratedtoproduceaworkingprototypeFMTransmitter.Thesimulatingfrequencymodulationtechniquewasadoptedinthedesign.Inthefrequencyintervalof88MHz98MHz,theaudiosignalscanbesentoutandreceivedwiththesmallpowerinalongdistance.Theemissivepowerofthesystemisabout20mWandtheemissivedistanceismorethan20m.Thereisnoobviousdistortionintheaudiotransmission.KeyWordsfrequencymodulationaudiotransmissionROHMBH1415FI目录1引言...............................................................................................................................11.1通信的发展.........................................................................................................11.2广播的发展现状.................................................................................................11.3设计思路.............................................................................................................22系统概述........................................................................................................................32.1系统功能要求.....................................................................................................32.2系统组成..............................................................................................................33方案论证与比较...........................................................................................................53.1无线调频发射电路设计方案论证与选择.........................................................53.2压控振荡器方案论证与选择.............................................................................64系统硬件电路的设计...................................................................................................74.1单片机控制电路.................................................................................................74.1.1内部结构...................................................................................................74.1.2引脚功能...................................................................................................94.2调频调制发射电路...........................................................................................114.2.1调频调制电路的特点.............................................................................114.2.2结构图.....................................................................................................114.2.3允许的最大值.........................................................................................124.2.4工作范围.................................................................................................124.2.5调频调制发射电路的组成.....................................................................124.3键盘部分...........................................................................................................144.3.1单片机键盘和键盘接口概述.................................................................144.3.2单片机键盘接口和键功能的实现.........................................................154.4LC振荡电路..................................................................................................164.5调频放大电路...................................................................................................174.6电源模块设计...................................................................................................174.6.1单元电源电路设计.................................................................................174.6.2直流稳压电源的检测.............................................................................175系统程序的设计.........................................................................................................18II5.1主程序...............................................................................................................185.2延时子程序.......................................................................................................195.3LED动态扫描子程序.......................................................................................195.4频率数据转换子程序.......................................................................................195.5控制命令合成子程序.......................................................................................195.6BH1415F字节写入子程序...............................................................................205.7查键子程序.......................................................................................................216系统调试及性能分析.................................................................................................236.1硬件调试...........................................................................................................236.2软件调试...........................................................................................................236.3发射频率的调试...............................................................................................236.4性能分析...........................................................................................................23结论...........................................................................................................................24参考文献.........................................................................................................................25附录1原理图..............................................................................................................26附录2程序源代码......................................................................................................28附录3英文原文..........................................................................................................41附录4中文译文..........................................................................................................52致谢...........................................................................................................................59天津工程师范学院2007届本科生毕业设计11引言1.1通信的发展人类社会的发展可视为一部信息传播技术的发展史。从古代的烽火到近代的旗语，都是人们寻求快速远距离通信的手段。直到19世纪电磁学的理论与实践已有坚实的基础后，人们开始寻求用电磁能量传送信息的方法。信息传播促进社会进步和科学技术的发展科学技术的进步又不断地改进、更新人类信息传播的媒体和工具，并促进信息更迅速、更广泛的传播。面向21世纪的无线通信，无线通信的系统组成、信道特性、调制与编码、接入技术、网络技术、抗衰落与抗干扰技术以及无线通信的新技术和新应用的发展更是一日千里。1.2广播的发展现状在21世纪的今天，广播的主要技术方式是调频广播，它是继调幅广播20世纪20年代开始的的第二代广播，它开始于20世纪50年代，克服了中波广播的很多致命不足，如串台严重、频带不够分配，信噪比差等，而实现了高保真度、动态范围宽、信噪比较好、较少串台现象。调频广播因其优秀的音质和抗干扰性能而成为城市广播覆盖的主要手段。随着城市规模的日益扩展，调频发射台的功率也跟着成数量级地增大，由原来的100W、300W上升到1KW、3KW、甚至10KW，而发射天线的高度也由几十米上升到百余米甚至三四百米。随之逐步形成了高塔大功率覆盖的格局。从广播业界的角度来看，高塔大功率覆盖模式的主要优点是建设方便，省事省力，见效快。但其固有缺点和带来的负面影响也是不容忽视的，主要有以下几点因调频广播工作于米波段，极易因高大建筑物和其他物体反射形成多径干扰因高山和低谷等地形因素会产生收不到信号的阴影区大区制覆盖因频率不能复用造成规划困难频谱利用率低不能解决长距离交通线的连续覆盖问题。从社会发展的角度来看，它还有更重要的三条缺点浪费能源，覆盖区场强不均匀度可达60dB，大量超出需要的无效辐射，形成能源的巨大浪费污染环境，大功率FM发射台在天线附近周边地区辐射场强超过环境电磁波卫生标准已是不争的事实对航空无线电业务造成干扰。由于相关的国家标准和国家军用标准及频率规划多是10年以前制定的，那时寻呼业和调频广播刚起步不久，对干扰的认识还远不充分，已不适应当今电磁环境现状。当时规定的17dB的防护率早已被突破，10KM的防护间距也已形同虚天津工程师范学院2007届本科生毕业设计2设。在世界各国，频率资源是有限的。国家已严格限制频率的使用范围。广播频率是政府部门颁发的，现在很多公司、媒体都愿意斥巨资竞标频谱使用权。无线广播中，单一载频用来传输单一的或者单套立体声节目。由于传统的大功率的调频广播频率资源的限制，使广播技术工作者开辟了另一种广播技术形式小调频同步广播，它的特点是多布点、小功率、同频、同相、同步广播，使用的是现有的调频技术，不过存在着多点同步问题，这在技术上是可以克服的。信号传输可使用微波、有线甚至卫星方式。由于采用小功率按需布点的方法，在满足覆盖需要的前提下，把单台发射机的功率大幅度降了下来，降到10W、50W、最大不超过300W，这就使诸多问题迎刃而解。对于多径干扰，由于功率小了，大部分反射波场强下降到不至于产生干涉的水平，并且由于布点多，部分多径干扰区可能被互相掩盖可以用同步补点的办法消除阴影区小功率辐射易于规划，且提高频谱利用率可方便组成单频网，满足交通线上的无缝覆盖，保证驾乘人员的不间断接收场强不均匀度仅为30dB，加上使用低高度垂直极化天线，极大地减小对空辐射和根部近场辐射，既节约能源，又满足电磁环境卫生标准，并可避免造成对航空频段的干扰。1.3设计思路任何一个地区、一个城市都需要有很多专业的服务及新闻宣传，如交通信息咨询、健康咨询、股市信息咨询等，广播又是大众最灵活的信息接受媒体，这需要建立很多的广播电台，而作为一个国家的频率资源是严格控制和有限的，因此，小调频广播就成了未来广播的另一种主要形式，它是广播发展的其中一个方向，是数字音频广播DAB、网络广播的有力补充，既节约了频谱资源，又实现了广播功能。为了实现上述要求，本文作者采用单片机AT89S52和调频专用发射芯片BH1415F及数码显示设计了一套完整的无线调频发射系统，设计为可在88MHz98MHz范围内任意设置发射频率，并且可以预置频道，发射频率通过单片机控制最小调整值为0.1MHz，具有单声道/立体声控制，实现了语音信息的短距离无线传输，可广泛应用于学校无线广播、电视现场导播、汽车航行、无线演说等场所。天津工程师范学院2007届本科生毕业设计32系统概述2.1系统功能要求设计一个无线调频发射系统,实现语音信号的短距离传输。由于语音业务对误码不敏感，可以采用调频方式发送信息，设计中采用了BH1415F构成音频无线发射电路。无线调频发射器可以在8898MHz范围内任意设置发射频率，可以预置发射频道，发射频率的最小调整值为0.1MHz，具有单声道/立体声控制，发射距离在2050米之间。语音信号采用调频方式与调幅相比，有利于改善输出音频信号的信噪比，以保证语音业务的可靠传输，下表是调幅和调频的优缺点比较表21调幅和调频优缺点比较调幅（AM）调频（FM）优点传播距离远，覆盖面大1.电路相对简单1.传送音频频带较宽（100Hz5KHz）适宜于高保真音乐广播2.抗干扰性强，内设限幅器除去幅度干扰3.应用范围广，用于多种信息传递4.可实现立体声广播缺点1.传送音频频带窄（200Hz2500Hz），高音缺乏2.传播中易受干扰，噪声大传播衰减大，覆盖范围小2.2系统组成本设计由单片机、键盘、数码显示、调频发射、调频放大和电源模块等六部分组成，系统框图如图21所示。通过操作键盘可以设置和更改发射的频率单片机用于控制数码管显示对应的发射频率和发送频率信号到调频调制电路中调频发射将输入的音频信号调制后通过载波发送出去数码管用于显示发射的频率调频放大将得到的调制信号进行放大电源模块则为整个电路提供电源。天津工程师范学院2007届本科生毕业设计4电源模块调频放大左声道输入右声道输入数码显示扫描控制BH1415FDACKCEGNDP1P0ATS键盘图21无线调频发射器的系统框图天津工程师范学院2007届本科生毕业设计5音频输入射频输出缓冲放大二倍频电路振荡电路可变电抗前置放大放大电路图31MC2833电路基本框图调频电路射频输出放大电路左声道输入右声道输入图32BA1404电路基本框图3方案论证与比较3.1无线调频发射电路设计方案论证与选择方案1采用单片调频发射集成电路组成芯片MC2833。它可构成发射高频率信号的功率放大器。电路由音频放大器、可变电抗器、射频振荡器、输出缓冲器以及放大电路构成。由集成芯片MC2833组成的调频发射机，先将语音通过话筒变成音频电压信号送给音频放大器进行音频电压放大，此音频电压信号经耦合电容送给可变电抗的输入端脚3去控制可变电抗，而由可变电抗以及电感、晶体与高频振荡器组成调频振荡电路，产生调频波经缓冲送给两级二倍频放大器。电路实现基本框图如图31所示。但由于该芯片涉及到的谐振回路较多，不易统调，因而频率不易控制，导致信号不稳定，容易跑台，实现较为困难。方案2采用集成芯片BA1404及相关电路构成。它主要由前置音频放大器，立体声调制器，FM调制器及射频放大器组成。利用内部参考电压改变变容二极管的电容值，可实现发射频率的调整。图32所示为电路框图。此电路可实现立体声调频发射，典型调频频段为75108MHz，振荡频率不易调整，尤其是低端频率实现困难，难以实现要求频段的调整。方案3采用集成芯片BH1415F及相关电路构成。BH1415F是将预加重电路、天津工程师范学院2007届本科生毕业设计6限幅电路、低通滤波电路（LPF）一体化，使音频信号的质量比分立元件的电路（如BA1404、NJM2035等）有很大改进。此电路可实现立体声调频发射，采用了MCU数据直接频率设定，可设定70120MHz频率，由于采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，使发射的频率非常稳定，并且可靠性好，抗干扰能力强，容易实现调频的要求。综上所述，为了实现中心频率的控制和系统设计的功能要求，本设计选择方案3，即采用集成芯片BH1415F及相关电路构成音频无线发射电路。3.2压控振荡器方案论证与选择方案1采用分立元件构成。利用低噪声场效应管，用单个变容二极管直接接入振荡回路作为压控器件。图33压控振荡电路电路是电容三点式振荡器，如图33所示。该方法实现简单，但是调试困难，而且输出频率不易灵活控制5。方案2采用压控振荡器和变容二极管，及一个LC谐振回路构成变容二极管压控振荡器。只需要调节变容二极管两端的电压，便可改变压控振荡的输出频率。由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。综上所述，方案2具有更优良的特性和更简单的电路构成，所以使用方案2作为本次设计的方案。100k100k4.7k100k100k3.3k1k.01u5p0.01u47p0.1u1u2SCAVCC天津工程师范学院2007届本科生毕业设计74系统硬件电路的设计4.1单片机控制电路系统采用的微控制器是ATMEL公司生产的低功耗、高性能单片机AT89S52，它有32个外部双向输入/输出（I/O）端口，片内含8kbytes的可重复编程的Flash存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），3个16位可编程定时计数器，1个全双工串行通信口，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS51指令系统。AT89S52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。4.1.1内部结构AT89S52单片机包含中央处理器、程序存储器ROM、数据存储器RAM、定时器/计数器、并行I/O口、串行I/O口和中断系统等几大单元以及数据总线、地址总线和控制总线三大总线构成。图41为单片机内部结构框图13。1中央处理器中央处理器CPU是整个单片机的核心部件，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。2程序存储器AT89S52共有8KB个E2PROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。3数据存储器（RAM）AT89S52内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。天津工程师范学院2007届本科生毕业设计8端口0驱动器端口2驱动器RAM（1288）端口0锁存器端口2锁存器ROM（4K8）程序地址寄存器缓冲器PC加1寄存器程序计数器PC数据指针DPTR堆栈指示器SPPCONSCONTMODTCONTH0TL0TH1TL1SBUF（TX）SBUF（RX）IE中断、串行口和定时器RAM地址寄存器ACCB寄存器ALU状态寄存器暂存器2暂存器1定时与控制指令寄存器端口1锁存器端口3锁存器端口1驱动器端口3驱动器XTAL1XTAL2P0.0～P0.7P2.0～P2.7P1.0～P1.7P3.0～P3.7ALERSTPSENEAVccVss（＋5V）图41内部结构框图4并行输入输出口AT89S52共有4组8位I/O口P0、P1、P2或P3，用于对外部数据的传输。5串行输入输出口AT89S52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。6定时/计数器AT89S52有三个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。7中断系统AT89S52具备较完善的中断功能，有两个外中断、三个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有两级的优先级别选择。天津工程师范学院2007届本科生毕业设计94.1.2引脚功能p1.01p1.12p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78RST/VPD9RXD/P3.010TXD/P3.111INT0/P3.212INT1/P3.313T0/P3.414T1/P3.515WR/P3.616RD/P3.717XTAL218XTAL119GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40图42AT89S52芯片引脚图1电源和晶振VCC供电电压。GND接地。XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2来自反向振荡器的输出。2I/O口①P0口P0口的字节地址为80H，位地址为80H～87H。P0口既可以作为通用I/O口使用，也可以作为单片机系统的地址/数据线使用。当作为输出口使用时，由于输出电路是漏极开路，必须外接上拉电阻才能有高电平输出。②P1口P1口的字节地址为90H，位地址为90H～97H。P1口只能作为通用I/O口使用。当作为输出口使用时，已能对外提供推拉电流负载，外电路无需再接上拉电阻当作为输入口使用时，应先向其锁存器写入1，使输出驱动电路的FET截止。天津工程师范学院2007届本科生毕业设计10③P2口P2口的字节地址为0A0H，位地址为0A0H～0A7H。P2口用于为系统提供高位地址，但只作为地址线使用而不作为数据线使用。此外，P2口也可作为通用I/O口使用。④P3口P3口的字节地址为0B0H，位地址为0B0H～0B7H。P3口可以作为通用I/O口使用，但在实际应用中它的第二功能信号更为重要。P3口引脚的第二功能，如下所示P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（计时器0外部输入）P3.5T1（计时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）34根控制线①RST复位信号。保持RST脚两个机器周期以上的高电平，就可以完成CPU系统复位操作，使系统的一些单元内容回到规定值。②/PSEN外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，/PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。③/EA/VPP访问程序存储器控制信号。当/EA信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器而当/EA为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。④ALE/PROG地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频率的固定频率输出的正脉冲，因此也可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。天津工程师范学院2007届本科生毕业设计114.2调频调制发射电路本系统调频调制发射部分电路采用了ROHM公司的调频发射专用集成电路BH1415F。BH1415F是一种无线音频传输集成电路，它可以将计算机声卡、游戏机、CD、DVD、MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、CD、MP3、DVD、PAD、笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。这个集成电路是由提高信噪比（S/N）的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路（LPF）、产生立体声复合信号的立体声调制电路、调频发射的锁相环电路（PLL）组成。4.2.1调频调制电路的特点（1）将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路（LPF）一体化，使音频信号的质量比分立元件的电路（如BA1404、NJM2035等）有很大改进。（2）导频方式的立体声调制电路。（3）采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，合发射的频率非常稳定。（4）采用了MCU数据直接频率设定，可设定70120MHz频率，使用上非常方便。4.2.2结构图图43BH1415F内部结构图天津工程师范学院2007届本科生毕业设计124.2.3允许的最大值表41BH1415F工作时允许的最大值（Ta25℃基本电路测量）项目符号范围单位条件电源电压Vcc7vVPin8、12输入电压VIND0.3Vcc0.3VPin15、16、17、18相位比较器输出电压VOUTD0.3Vcc0.3VPin7功率Pd450mW工作温度范围Tstg5.4工作范围表42BH1415F工作范围（Ta25℃）项目符号数值单位条件工作电源电压Vcc4.06.0VPin8、12工作温度Topr4085℃音频输入电平VINA10dBVPin1、22音频输入频率fINA2015KHzPin1、22预加重延时τPRE155μsecPin2、21发射频率fTX87.7107.9MHzPin9、11高电平电压标准（H）VIH0.8VccVccVPin15、16、17、18低电平电压标准（L）VILGND0.2VccVPin15、16、17、184.2.5调频调制发射电路的组成（1）预加重电路预加重电路是一个非线性的音频放大器，它的内部工作点为1/2Vcc，因为它是非线性放大器，所以输入阻抗取决为内部电阻R343KΩ，预加重时间取决于内部电阻R222.7K和外部电容C12200p。（2）限幅电路限幅电路是由二极管限幅的反相放大器组成，它的内部工作点为1/2Vcc。天津工程师范学院2007届本科生毕业设计VCCFrompreemphasiscircuitToLPFcircuit图44限幅电路（3）低通滤波电路低通滤波电路是由二阶低通反馈放大电路组成，它的分频点为15KHz。567B1/2VCCFromLimitercircuit100KToMPXcircuit图45低通滤波电路具体的公式如下Q0.577、ω01.274、fc15KHzR1R2R3Rf100KΩ（41）Cf1/ω0Rf1/（2πX1.274X15KX100K）83.28pF（42）C13QCf3X0.577X83.28pF144pF≈150pF（43）C2Cf/3Q83.28p/3X0.57748≈50pF（44）（4）立体声调制电路音频信号从第1脚和第22脚输入后通过预加重电路、限幅电路和低通滤波电路后送到混合器（MPX）中，另外由第13、14脚接入7.6MHz晶体的振荡电路通过200分频后产生的38KHz副载波信号，同时38KHz副载波通2分频产生的19KHz导频信号。音频信号和38KHz的副载波信号被多路复合器进行了平衡调制，产生了一个主信号（LR）和一个通过DSB调制的38KHz副载波信号（LR），并与19KHz导频信号组成复合信号从第5脚输出。（5）FM发射电路FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大天津工程师范学院2007届本科生毕业设计14器及锁相环频率合成器组成。调频调制由变容二极管组成的高频振荡器实现，高频振荡器是一个锁相环的VCO，立体声复合信号通过它直接进行调频调制。高频振荡器是由第9脚外部的LC回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从11脚输出，同时输送到锁相环电路进行比较后从第7脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。如果频率超过锁相环设定的频率，第7脚将输出的电平变高如果是低于设定频率，它将输出的电平变低相同的时候，它的电平将不变。4.3键盘部分4.3.1单片机键盘和键盘接口概述单片机使用的键盘可分为独立式和矩阵式两种。独立式实际上就是一组相互独立的按键，这些按键可直接与单片机的I/O接口连接，其方法是每个按键独占一条口线，接口简单12。矩阵式键盘也称行列式键盘，因为键的数目较多，所以键按行列组成矩阵（如图46所示）。图46键盘接口电路图按一个键到键的功能被执行主要应包括两项工作一是键的识别，即在键盘中找出被按的是哪个键，通过接口电路来实现另一项是键功能的实现，通过执行中断服务程序来完成。下面来介绍键盘接口问题13。具体来说，键盘接口应完成以下操作功能a键盘扫描，以判定是否有键被按下（称之为闭合键）。b键识别，以确定闭合键的行列位置。c产生闭合键的键码。d排除多键、串键（复按）及去抖动。这些内容通常是以软硬件结合的方式来完成的，即在软件的配合下由接口电SWPBS3SWPBS9SWPBSFSWPBS0SWPBS4SWPBS1SWPBS2SWPBS6SWPBSASWPBS5SWPBSESWPBSBSWPBS7SWPBS8SWPBSCSWPBSDP1.0P1.1P1.1P1.2P1.3P1.0P1.3P1.2P1.4P1.5P1.7P1.4P1.5P1.6P1.7P1.6EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P37P34P21P24P27P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108051U天津工程师范学院2007届本科生毕业设计15路来完成。但具体那些由硬件完成由软件完成，要看接口电路的情况。总的原则是，硬件复杂软件就简单，硬件简单软件就得复杂一些。4.3.2单片机键盘接口和键功能的实现（1）键盘接口处理内容①键扫描键盘上的键按行列组成矩阵，在行列的交点上都对应有一个键。为判定有无键按下（闭合键）以及被按键的位置，可使用两种方法扫描法和翻转法，其中扫描法使用较为普遍。②去抖动当扫描表明有键被按下之后，紧接着应进行去抖动处理。因为常用键盘的键实际上就是一个机械开关结构，被按下时，由于机械接触点的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动，如图47所示。抖动时间长短与键的机械特性有关，一般为5～10ms。而键的稳定闭合时间和操作者按键动作有关，大约为十分之几到几秒不等。图47键闭合和断开时的电压抖动③键码计算被按键确定下来之后，接下来的工作是计算闭合键的键码，因为有了键码，才能通过散转指令把程序执行转到闭合键所对应的中断服务程序上去。也可以直接使用该闭合键的行列值组合产生键码，但这样做会使各子程序的入口地址比较散乱，给JMP指令的使用带来不便。所以通常都是以键的排列顺序安排键号，这样安排，使键码既可以根据行号列号以查表求得，也可以通过计算得到。若各行的首号依次是00H，04H，08H，0CH。若列号按0～3顺序，则键码的计算公式为键码行首号列号④等待键释放计算键码之后，再以延时后进行扫描的方法等待键释放。等待键释放是为了保证键的一次闭合仅进行一次处理。键按下前沿抖动后沿抖动天津工程师范学院2007届本科生毕业设计16综上所述，键盘接口处理的核心内容是测试有无闭合键，对闭合键进行去抖动处理，求得闭合键的键码。为了使键盘操作更稳定可靠，还可以加一些附加功能。例如屏蔽功能在对一个闭合键已进行处理时，再按下其它键不会产生影响对于一个键，不管按下多长时间，仅执行一次键处理子程序等。（2）键盘接口的控制方式在单片机的运行过程中，何时执行键盘扫描和处理，可有以下3种情况①随机方式，每当CPU空闲时执行键盘扫描程序。②中断方式，每当有键闭合时才向CPU发出中断请求，中断响应后执行键盘扫描程序。③定时方式，每隔一定时间执行一次键盘扫描程序，定时可由单片机定时器完成。（3）键处理子程序在计算机中每一个键都对应一个处理子程序，得到闭合键的键码后，就可以根据键码，转相应的键处理子程序（分支是使用JMP等散转指令实现的），进行字符、数据的输入或命令的处理，这样就可以实现相应键所设定的功能14。4.4LC振荡电路LC振荡器起振条件相位平衡条件Xce和Xbe必需为同性质的电抗，Xcb必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系cebeXXXc???（45）即LCXXCL1|,|||????（46）幅度起振条件（47）式中mq晶体管的跨导，Fu反馈系数，AU放大器的增益，ieq晶体管的输入电导，oeq晶体管的输出电导，Lq晶体管的等效负载电导，Fu一般在0.1～0.5之间取值。Au1ieLoemqqqFuq???天津工程师范学院2007届本科生毕业设计17Bridge1D1VinVoutGND7812VinVoutGND7805TransCTT1470uF/25VC21000uF/25VC410uFC32200uF/25VC04C2DS调频放大电路调频放大电路部分采用UPC1651对调制信号进行放大。4.6电源模块设计4.6.1单元电源电路设计为了能够让单片机和调频发射部分更好，更稳定地工作，采用了图48所示单元电源电路，由电源变压器、桥堆和滤波电容器所组成。电源变压器的初级电压输入为220V，次级输出电压为12V1516。
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无线调频发射器的设计,毕业设计论文
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